Go语言select的用法（附带实例）

管道的写入或读取可能会阻塞当前协程，那么一个协程怎样才能同时操作多个管道呢？

例如，有多个用户协程异步地从远端获取数据，分别写入对应的数据管道，主协程需要从多个数据管道获取数据并处理。主协程该如何实现呢？逐个操作吗？问题是主协程并不知道哪一个管道是可读的，逐个操作的话，协程可能会阻塞在第一个数据管道，但是其他数据管道此时都是可读的。

Go 语言有一个关键字 select，它可以帮助我们同时监听多个管道，非常类似于 I/O 多路复用。基于 select 实现上述功能，代码如下所示：

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    c1 := make(chan int, 10)
    c2 := make(chan int, 10)

    // 协程1：循环向管道c1写入数据
    go func() {
        for i := 0; i < 1000; i++ {
            c1 <- i
            time.Sleep(time.Second)
        }
    }()

    // 协程2：循环向管道c2写入数据
    go func() {
        for i := 1000; i < 2000; i++ {
            c2 <- i
            time.Sleep(time.Millisecond * 500)
        }
    }()

    // 主协程：同时监听管道c1和管道c2，哪个管道可读，先执行哪个分支
    for {
        select {
        case data := <-c1:
            fmt.Println(data)
        case data := <-c2:
            fmt.Println(data)
        }
    }
}

参考上面的代码，协程 1 循环向管道 c1 写入数据，协程 2 循环向管道 c2 写入数据，主协程也是一个循环，基于 select 同时监听管道 c1 和管道 c2，哪一个管道可读就执行哪一个分支。

那么，select 是如何实现同时监听多个管道的呢？如果将当前协程添加到多个管道的阻塞队列，是不是任何一个管道可读或可写时，都会唤醒该协程呢？select 的实现逻辑有些复杂，这里不再赘述，有兴趣的读者可以研究一下 runtime.selectgo 函数。

另外，select+default 的组合还可以实现管道的非阻塞操作，参考下面的代码：

package main

import (
    "fmt"
    "strconv"
)

func main() {
    queue := make(chan int, 0)
    for i := 0; i < 10; i++ {
        select {
        case queue <- i:
            fmt.Println("insert: " + strconv.Itoa(i))
        default:
            fmt.Println("skip: " + strconv.Itoa(i))
        }
    }
}

变量 queue 是无缓冲管道，理论上后续的写入操作都会阻塞用户协程。但是如果执行上面的程序，你会发现主协程并没有阻塞，而是循环输出了 skip: xxx，这说明 select 语句执行的是 default 分支。

为什么写管道没有阻塞主协程呢？参考 Go 源码中的一段注释，如下所示：

// select + default 语法如下：
// select {
// case c <- v:
//     ... foo
// default:
//     ... bar
// }
//
// 编译器转化后的代码如下：
// if selectnbsend(c, v) {
//     ... foo
// } else {
//     ... bar
// }
//
// 函数 selectnbsend 的实现如下：
func selectnbsend(c *hchan, elem unsafe.Pointer) (selected bool) {
    return chansend(c, elem, false, getcallerpc())
}

参考上面的代码，函数 runtime.chansend 第三个输入参数是 bool 类型：

true 表示如果不可写，阻塞用户协程；
false 表示始终不阻塞用户协程。

另外，如果写管道执行成功，返回的也是 true，此时执行的就是 if 分支，否则执行 else 分支（对应的就是 default 分支）。

select+default 的组合可以实现管道的非阻塞操作，而 select 与定时器的组合可以为管道操作加上超时时间，示例代码如下所示：

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    queue := make(chan int, 0)
    t := time.After(time.Second) // 1 秒后返回可读管道

    go func() {
        select {
        case <-queue:
            fmt.Println("recv data")
        case <-t:
            fmt.Println("timeout")
        }
    }()

    time.Sleep(time.Second * 3)
}

在上面的代码中，函数 time.After 返回的其实就是管道，并且 1s 后管道才可读，所以本质上还是 select 来监听多个管道。

Go语言select的用法（附带实例）

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