golang 使用select和channel實現協程通信、并發控制和超時控制

select是golang中的控制語句,和switch有點類似,但是使用場景和原理卻是完全不同,使用select配合channel可以實現協程之間的通信,也可以實現io層面的超時控制,也可以實現對于并發的控制

一、語法特點

1、select中的每個case都必須是一個通道
2、多個case中的通道,哪個符合就執行哪個通道,如果沒有沒有符合的case,要看是否有設置了default,如果有設置了default,就執行default中的邏輯,如果沒有設置default,就會一直阻塞至其中的case被執行

二、實現協程之間的通信

子協程向主協程通信

如下,main函數中定義了一個select,其中設置了一個通道的case,從ch通道中獲取數據。
main函數執行到select會阻塞,直到獲取通道的值,這時候通過子協程,對ch進行賦值,所以會先打印child,后打印select start

ch := make(chan int) 
    go func() {
        fmt.Println("child")
        time.Sleep(2 * time.Second)
        ch <- 1
    }()

    select {
    case res := <-ch:
        fmt.Println("select start")
        fmt.Println(res)
    }

輸出如下


image.png
子協程向其他子協程通信

這邊定義了一個子協程,對childCh通道寫數據,另一個子協程在for無限循環中不斷的獲取childCh通道的值,如果有值,則打印得到的值

    childCh := make(chan int)
    go func() {
        for {
            select {
            case res := <-childCh:
                fmt.Println("child2")
                fmt.Println(res)
            }
        }
    }()
    go func() {
        fmt.Println("child")
        time.Sleep(2 * time.Second)
        childCh <- 1
    }()
    for {
        time.Sleep(time.Second)
    }

輸出如下:


image.png
多個子協程向主函數通信

如下,定義了兩個通道,select會在兩個通道隨機選擇,哪個通道先準備好了數據,就執行哪個通道

ch1 := make(chan int)
    ch2 := make(chan int)
    go func() {
        fmt.Println("child2")
        ch2 <- 2
    }()
    go func() {
        fmt.Println("child1")
        ch1 <- 1
    }()

    for i := 0; i < 2; i++ {
        select {
        case res1 := <-ch1:
            fmt.Println("ch1")
            fmt.Println(res1)
        case res2 := <-ch2:
            fmt.Println("ch2")
            fmt.Println(res2)

        }
    }

以下,主函數main中定義了兩個通道,select定義在for循環中,主函數不斷的從ch1和ch2通道中獲取數據,如果沒有數據的話,則執行default,兩個子協程則是不斷的往通道中分別寫入 from 1和from 2數據。

    // 定義兩個通道
    ch1 := make(chan string)
    ch2 := make(chan string)

    // 啟動兩個 goroutine,分別從兩個通道中獲取數據
    go func() {
        for {
            ch1 <- "from 1"
        }
    }()
    go func() {
        for {
            ch2 <- "from 2"
        }
    }()

    // 使用 select 語句非阻塞地從兩個通道中獲取數據
    for {
        select {
        case msg1 := <-ch1:
            fmt.Println(msg1)
        case msg2 := <-ch2:
            fmt.Println(msg2)
        default:
            // 如果兩個通道都沒有可用的數據,則執行這里的語句
            fmt.Println("no message received")
        }
    }

三、實現io的超時控制

這邊使用的是select+channel+time.After實現了超時控制,這邊列的只是簡單的demo,io邏輯可以類似如下代碼,放在do函數中,當io請求時間超過了time.After定義的時間,就會輸出timeout

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    // 創建一個可以取消的上下文

    // 定義兩個通道
    ch := make(chan string)

    go do(ch)

    select {
    case res := <-ch:
        fmt.Println("res")
        fmt.Println(res)
    case <-time.After(time.Second * 2):
        fmt.Println("timeout")
    }

}

func do(ch chan string) {
    time.Sleep(3 * time.Second)
    ch <- "done"
}

四、實現并發控制

適用場景:

比如某個邏輯getHttp中的邏輯只能允許一定的并發執行,當并發過高的時候會拖垮其中的服務或者外部服務時,我們就需要對并發進行控制。

這邊創建了一個最多只能存放2個值的semaphoreBig通道,當并發到來的時候,通過semaphoreBig 信號量進行控制只能同時處理2個并發,多余的并發會阻塞至有空余的信號量后才會執行。

package main

import (
    "context"
    "fmt"
    "github.com/gin-gonic/gin"
)

var semaphoreBig = make(chan struct{}, 2) // 并發控制信號量

func main() {
    r := gin.Default() //創建gin

    r.Use(func(c *gin.Context) {
        //處理請求
        c.Next()
    })
    r.GET("/", index) //綁定路由

    r.Run(":8001") //運行綁定端口
}

func index(c *gin.Context) {
    Do(context.TODO())
}

func Do(ctx context.Context) {

    select {
    case <-ctx.Done():
        fmt.Println("ctx done")
    default:
        var releaseSemaphore func()
        semaphoreBig <- struct{}{}
        releaseSemaphore = func() {
            <-semaphoreBig // 釋放信號量
        }
        func() {
            defer releaseSemaphore()
            getHttp()
        }()
    }
}

// 執行相應的http邏輯
func getHttp() {
    fmt.Println("http")
}

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