14.4 使用 select 切换协程

从不同的并发执行的协程中获取值可以通过关键字`select`来完成，它和`switch`控制语句非常相似（章节5.3）也被称作通信开关；它的行为像是“你准备好了吗”的轮询机制；`select`监听进入通道的数据，也可以是用通道发送值的时候。 ~~~ select { case u:= <- ch1: ... case v:= <- ch2: ... ... default: // no value ready to be received ... } ~~~ `default` 语句是可选的；fallthrough 行为，和普通的 switch 相似，是不允许的。在任何一个 case 中执行 `break` 或者 `return`，select 就结束了。 `select` 做的就是：选择处理列出的多个通信情况中的一个。 * 如果都阻塞了，会等待直到其中一个可以处理 * 如果多个可以处理，随机选择一个 * 如果没有通道操作可以处理并且写了 `default` 语句，它就会执行：`default` 永远是可运行的（这就是准备好了，可以执行）。 在 `select` 中使用发送操作并且有 `default`可以确保发送不被阻塞！如果没有 case，select 就会一直阻塞。 `select` 语句实现了一种监听模式，通常用在（无限）循环中；在某种情况下，通过 `break` 语句使循环退出。 在程序 [goroutine_select.go](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/examples/chapter_14/goroutine_select.go) 中有 2 个通道 `ch1` 和 `ch2`，三个协程 `pump1()`、`pump2()` 和 `suck()`。这是一个典型的生产者消费者模式。在无限循环中，`ch1` 和 `ch2` 通过 `pump1()` 和 `pump2()` 填充整数；`suck()` 也是在无限循环中轮询输入的，通过`select` 语句获取 `ch1` 和 `ch2` 的整数并输出。选择哪一个 case 取决于哪一个通道收到了信息。程序在 main 执行 1 秒后结束。 示例 14.10-[goroutine_select.go](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/examples/chapter_14/goroutine_select.go)： ~~~ package main import ( "fmt" "time" ) func main() { ch1 := make(chan int) ch2 := make(chan int) go pump1(ch1) go pump2(ch2) go suck(ch1, ch2) time.Sleep(1e9) } func pump1(ch chan int) { for i := 0; ; i++ { ch <- i * 2 } } func pump2(ch chan int) { for i := 0; ; i++ { ch <- i + 5 } } func suck(ch1, ch2 chan int) { for { select { case v := <-ch1: fmt.Printf("Received on channel 1: %d\n", v) case v := <-ch2: fmt.Printf("Received on channel 2: %d\n", v) } } } ~~~ 输出： ~~~ Received on channel 2: 5 Received on channel 2: 6 Received on channel 1: 0 Received on channel 2: 7 Received on channel 2: 8 Received on channel 2: 9 Received on channel 2: 10 Received on channel 1: 2 Received on channel 2: 11 ... Received on channel 2: 47404 Received on channel 1: 94346 Received on channel 1: 94348 ~~~ 一秒内的输出非常惊人，如果我们给它计数（goroutine_select2.go），得到了 90000 个左右的数字。 ## [](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/14.4.md#练习)练习： 练习 14.7： * a）在练习 5.4 的 for_loop.go 中，有一个常见的 for 循环打印数字。在函数 `tel` 中实现一个 for 循环，用协程开始这个函数并在其中给通道发送数字。`main()` 线程从通道中获取并打印。不要使用 `time.Sleep()` 来同步：[goroutine_panic.go](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/exercises/chapter_14/goroutine_panic.go) * b）也许你的方案有效，可能会引发运行时的 panic：`throw:all goroutines are asleep-deadlock!` 为什么会这样？你如何解决这个问题？[goroutine_close.go](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/exercises/chapter_14/goroutine_close.go) * c）解决 a）的另外一种方式：使用一个额外的通道传递给协程，然后在结束的时候随便放点什么进去。`main()` 线程检查是否有数据发送给了这个通道，如果有就停止：[goroutine_select.go](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/exercises/chapter_14/goroutine_select.go) 练习 14.8： 从示例 6.10 的斐波那契程序开始，制定解决方案，使斐波那契周期计算独立到协程中，并可以把结果发送给通道。 结束的时候关闭通道。`main()` 函数读取通道并打印结果：[goFibonacci.go](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/exercises/chapter_14/gofibonacci.go) 使用练习 6.9 中的算法写一个更短的 [gofibonacci2.go](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/exercises/chapter_14/gofibonacci2.go) 使用 `select` 语句来写，并让通道退出（[gofibonacci_select.go](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/exercises/chapter_14/gofibonacci_select.go)） 注意：当给结果计时并和 6.10 对比时，我们发现使用通道通信的性能开销有轻微削减；这个例子中的算法使用协程并非性能最好的选择；但是 [gofibonacci3](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/exercises/chapter_14/gofibonacci3.go) 方案使用了 2 个协程带来了 3 倍的提速。 练习 14.9： 做一个随机位生成器，程序可以提供无限的随机 0 或者 1 的序列：[random_bitgen.go](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/exercises/chapter_14/random_bitgen.go) 练习 14.10：[polar_to_cartesian.go](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/exercises/chapter_14/polar_to_cartesian.go) （这是一种综合练习，使用到第 4、9、11 章和本章的内容。）写一个可交互的控制台程序，要求用户输入二位平面极坐标上的点（半径和角度（度））。计算对应的笛卡尔坐标系的点的 x 和 y 并输出。使用极坐标和笛卡尔坐标的结构体。 使用通道和协程： * `channel1` 用来接收极坐标 * `channel2` 用来接收笛卡尔坐标 转换过程需要在协程中进行，从 channel1 中读取然后发送到 channel2。实际上做这种计算不提倡使用协程和通道，但是如果运算量很大很耗时，这种方案设计就非常合适了。 练习 14.11： [concurrent_pi.go](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/exercises/chapter_14/concurrent_pi.go) / [concurrent_pi2.go](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/exercises/chapter_14/concurrent_pi2.go) 使用以下序列在协程中计算 pi：开启一个协程来计算公式中的每一项并将结果放入通道，`main()` 函数收集并累加结果，打印出 pi 的近似值。 [](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/images/14.4_piseries.png?raw=true) 计算执行时间（参见第 [6.11](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/6.11.md) 节） 再次声明这只是为了一边练习协程的概念一边找点乐子。 如果你需要的话可使用 `math.pi` 中的 Pi；而且不使用协程会运算的更快。一个急速版本：使用 `GOMAXPROCS`，开启和`GOMAXPROCS` 同样多个协程。 习惯用法：后台服务模式 服务通常是是用后台协程中的无限循环实现的，在循环中使用 `select` 获取并处理通道中的数据： ~~~ // Backend goroutine. func backend() { for { select { case cmd := <-ch1: // Handle ... case cmd := <-ch2: ... case cmd := <-chStop: // stop server } } } ~~~ 在程序的其他地方给通道 `ch1`，`ch2` 发送数据，比如：通道 `stop` 用来清理结束服务程序。 另一种方式（但是不太灵活）就是（客户端）在 `chRequest` 上提交请求，后台协程循环这个通道，使用 `switch` 根据请求的行为来分别处理： ~~~ func backend() { for req := range chRequest { switch req.Subjext() { case A1: // Handle case ... case A2: // Handle case ... default: // Handle illegal request .. // ... } } } ~~~