Select¶

select是什么¶

select是Go语言层面提供的一种多路复用机制，用于检测当前goroutine连接的多个channel是否有数据准备完毕，可用于读或写。

IO多路复用¶

看到select，很自然的会联想到Linux提供的IO多路复用模型：select、poll、epoll，IO复用主要用于提升程序处理IO事件的性能。Go语言中的select与Linux中的select有一定的区别。操作系统中的IO多路复用简单理解就是用一个或者是少量线程处理多个IO事件。

传统阻塞IO vs IO多路复用¶

传统阻塞IO¶

对于每一个网络IO事件，操作系统都会起一个线程去处理，在IO事件没准备好的时候，当前线程就会一直阻塞。

优缺点：

优点：逻辑简单，在阻塞等待期间线程会挂起，不会占用 CPU 资源
缺点：每个连接需要独立的线程单独处理，当并发请求量大时为了维护程序，内存、线程切换开销较大

IO多路复用¶

IO多路复用的基本原理如下图所示：

优缺点： - 优点：通过复用一个线程处理了多个IO事件，无需对额外过多的线程维护管理，资源和效率上都获得了提升 - 缺点：当连接数较少时效率相比多线程+阻塞 I/O 模型效率较低

Go语言的select语句，是用来起一个goroutine监听多个Channel的读写事件，提高从多个Channel获取信息的效率，相当于也是单线程处理多个IO事件，其思想基本相同。

select用法¶

select的基本使用模式如下：

Go
select {
    case <- channel1:     // 如果从channel1读取数据成功，执行case语句 
        do ...   
    case channel2 <- 1:   // 如果向channel2写入数据成功，执行case语句 
        do ...          
    default:              // 如果上面都没有成功，进入default处理流程
        do ...
}

可以看到，select的用法形式类似于switch，但是区别于switch的是，select各个case的表达式必须都是channel的读写操作。select通过多个case语句监听多个channel的读写操作是否准备好可以执行，其中任何一个case可以执行了则选择该case语句执行，如果没有可以执行的case，则执行default语句，如果没有default，则当前goroutine会阻塞。

空select永久阻塞¶

当一个select中什么语句都没有，没有任何case，将会永久阻塞：

Go
package main

func main() {
    select {
    }
}

运行结果：

Text Only
1	`fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!`

程序因为select语句导致永久阻塞，当前goroutine阻塞之后，由于Go语言自带死锁检测机制，发现当前goroutine永远不会被唤醒，会报上述死锁错误。

没有default且case无法执行的select永久阻塞¶

看下面示例：

Go
package main

import (
   "fmt"
)

func main() {
   ch1 := make(chan int, 1)
   ch2 := make(chan int, 1)
   select {
   case <-ch1:
      fmt.Printf("received from ch1")
   case num := <-ch2:
      fmt.Printf("num is: %d", num)
   }
}

运行结果：

Text Only
1	`fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!`

程序中 select从两个channel，ch1和ch2中读取数据，但是两个channel都没有数据，且没有goroutine往里面写数据，所以不可能读到数据，这两个case永远无法执行到，select也没有default，所以会出现永久阻塞，报死锁。

有单一case和default的select¶

Go
package main

import (
   "fmt"
)

func main() {
   ch := make(chan int, 1)
   select {
   case <-ch:
      fmt.Println("received from ch")
   default:
      fmt.Println("default!!!")
   }
}

运行结果：

Text Only
1	`default!!!`

执行到select语句的时候，由于ch中没有数据，且没有goroutine往channel中写数据，所以case不可能执行到，就会执行default语句，打印出default!!!。

有多个case和default的select¶

Go
package main

import (
   "fmt"
   "time"
)

func main() {
   ch1 := make(chan int, 1)
   ch2 := make(chan int, 1)
   go func() {
      time.Sleep(time.Second)
      for i := 0; i < 3; i++ {
         select {
         case v := <-ch1:
            fmt.Printf("Received from ch1, val = %d\n", v)
         case v := <-ch2:
            fmt.Printf("Received from ch2, val = %d\n", v)
         default:
            fmt.Println("default!!!")
         }
         time.Sleep(time.Second)
      }
   }()
   ch1 <- 1
   time.Sleep(time.Second)
   ch2 <- 2
   time.Sleep(4 * time.Second)
}

运行结果：

Text Only
1 2 3	`Received from ch1, val = 1 Received from ch2, val = 2 default!!!`

主goroutine中向后往管道ch1和ch2中发送数据，在子goroutine中执行两个select，可以看到，在执行select的时候，那个case准备好了就会执行当下case的语句，最后没有数据可接受了，没有case可以执行，则执行default语句。

注意：当多个case都准备好了的时候，会随机选择一个执行

Go
package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    ch1 := make(chan int, 1)
    ch2 := make(chan int, 1)
    ch1 <- 5
    ch2 <- 6
    select {
    case v := <-ch1:
       fmt.Printf("Received from ch1, val = %d\n", v)
    case v := <-ch2:
       fmt.Printf("Received from ch2, val = %d\n", v)
    default:
       fmt.Println("default!!!")
    }
}

运行结果：

Text Only
1	`Received from ch2, val = 6`

多次执行，2个case都有可能打印，这就是select选择的随机性。