Go語言使用select{}阻塞main函數介紹

很多時候我們需要讓main函數不退出,讓它在後臺一直執行,例如:

func main() {
    for i := 0; i < 20; i++ { //啟動20個協程處理消息隊列中的消息
        c := consumer.New()
        go c.Start()
    }
    select {} // 阻塞
}

可能大多數人想到阻塞的方法是用channel,當然都是可以的,不過用select{}更加簡潔 🙂

補充:由淺入深聊聊Golang中select的實現機制

正文

話說今天在玩select的時候發現一個問題,是這樣的:

片段1:

func main(){
 var count int
 for {
  select {
  case <-time.Tick(time.Millisecond * 500):
   fmt.Println("咖啡色的羊駝")
   count++
   fmt.Println("count--->" , count)
  case <-time.Tick(time.Millisecond * 499) :
   fmt.Println(time.Now().Unix())
   count++
   fmt.Println("count--->" , count)
  }
 }
}

片段2:

func main(){
 t1 := time.Tick(time.Second)
 t2 := time.Tick(time.Second)
 var count int
 for {
  select {
  case <-t1:
   fmt.Println("咖啡色的羊駝")
   count++
   fmt.Println("count--->" , count)
  case <-t2 :
   fmt.Println(time.Now().Unix())
   count++
   fmt.Println("count--->" , count)
  }
 }
}

兩個問題:

1.以上片段的輸出結果是?

2.如何解釋?

第一個問題好解決,跑一下就是,很明顯輸出結果肯定不同。

片段1:

1535673600
count---> 1
1535673600
count---> 2
1535673601
count---> 3

片段2:

咖啡色的羊駝
count---> 1
1535673600
count---> 2
咖啡色的羊駝
count---> 3
1535673601
count---> 4

第二個好理解,因為select監聽瞭兩個time的通道,所以交替出現。

那麼第一個為何隻有出現1個?

為瞭這個問題不得不把select的實現機制走一波,所以有瞭此文。

select機制簡述

select有這麼幾個需要關註的機制

1.select+case是用於阻塞監聽goroutine的,如果沒有case,就單單一個select{},則為監聽當前程序中的goroutine,此時註意,需要有真實的goroutine在跑,否則select{}會報panic

2.select底下有多個可執行的case,則隨機執行一個。

3.select常配合for循環來監聽channel有沒有故事發生。需要註意的是在這個場景下,break隻是退出當前select而不會退出for,需要用break TIP / goto的方式。

4.無緩沖的通道,則傳值後立馬close,則會在close之前阻塞,有緩沖的通道則即使close瞭也會繼續讓接收後面的值

5.同個通道多個goroutine進行關閉,可用recover panic的方式來判斷通道關閉問題

看完以上知識點其實還是沒法解釋本文的核心疑惑,繼續往下!

select機制詳解

select的機制可以查看/src/runtime/select.go來瞭解。

源碼片段解讀:

func selectgo(sel *hselect) int {
 // ...
 // case洗牌
 pollslice := slice{unsafe.Pointer(sel.pollorder), int(sel.ncase), int(sel.ncase)}
 pollorder := *(*[]uint16)(unsafe.Pointer(&pollslice))
 for i := 1; i < int(sel.ncase); i++ {
  //....
 }
 // 給case排序
 lockslice := slice{unsafe.Pointer(sel.lockorder), int(sel.ncase), int(sel.ncase)}
 lockorder := *(*[]uint16)(unsafe.Pointer(&lockslice))
 for i := 0; i < int(sel.ncase); i++ {
  // ...
 }
 for i := int(sel.ncase) - 1; i >= 0; i-- {
  // ...
 }
 // 加鎖該select中所有的channel
 sellock(scases, lockorder)
 // 進入loop
loop:
 // ... 
 // pass 1 - look for something already waiting
 // 按順序遍歷case來尋找可執行的case
 for i := 0; i < int(sel.ncase); i++ {
  //...
  switch cas.kind {
  case caseNil:
   continue
  case caseRecv:
   // ... goto xxx
  case caseSend:
   // ... goto xxx
  case caseDefault:
   dfli = casi
   dfl = cas
  }
 }
 // 沒有找到可以執行的case,但有default條件,這個if裡就會直接退出瞭。
 if dfl != nil {
  // ...
 }
 // ...
 // pass 2 - enqueue on all chans
 // chan入等待隊列
 for _, casei := range lockorder {
  // ...
  switch cas.kind {
  case caseRecv:
   c.recvq.enqueue(sg)
  case caseSend:
   c.sendq.enqueue(sg)
  }
 }
 // wait for someone to wake us up
 // 等待被喚起,同時解鎖channel(selparkcommit這裡實現的)
 gp.param = nil
 gopark(selparkcommit, nil, "select", traceEvGoBlockSelect, 1)
 
 // 突然有故事發生,被喚醒,再次該select下全部channel加鎖
 sellock(scases, lockorder)
 // pass 3 - dequeue from unsuccessful chans
 // 本輪最後一次循環操作,獲取可執行case,其餘全部出隊列丟棄
 casi = -1
 cas = nil
 sglist = gp.waiting
 // Clear all elem before unlinking from gp.waiting.
 for sg1 := gp.waiting; sg1 != nil; sg1 = sg1.waitlink {
  sg1.isSelect = false
  sg1.elem = nil
  sg1.c = nil
 }
 gp.waiting = nil
 for _, casei := range lockorder {
  // ...
  if sg == sglist {
   // sg has already been dequeued by the G that woke us up.
   casi = int(casei)
   cas = k
  } else {
   c = k.c
   if k.kind == caseSend {
    c.sendq.dequeueSudoG(sglist)
   } else {
    c.recvq.dequeueSudoG(sglist)
   }
  }
  // ...
 }
 // 沒有的話,再走一次loop
 if cas == nil {
  goto loop
 }
 // ...
bufrecv:
 // can receive from buffer
bufsend:
 // ...
recv:
 // ...
rclose:
 // ...
send:
 // ...
retc:
 // ...
sclose:
 // send on closed channel
}

為瞭方便展示,專門搞瞭一張很醜的圖,來說明流程:

這裡寫圖片描述

大概就是說呢,select是分四步進行的。

本文的疑惑關鍵點就在於那個loop的時候,當接收到發現一個可執行的時候,本次select不會執行的那些case對應的channel給出隊當前goroutine,就不管他們瞭,就丟瞭,由於time.Tick是現場在case裡頭創建的,而不是像片段二是處於全局棧中,所以當每次任何一個執行的時候,另一個就被拋棄瞭,再次selelct的時候有需要重新獲取,又是新的需要重頭再來。

以上為個人經驗,希望能給大傢一個參考,也希望大傢多多支持WalkonNet。如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教。