• 14.4 使用 select 切换协程
    • 练习：

    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。

    1. select {
    2. case u:= <- ch1:
    3.         ...
    4. case v:= <- ch2:
    5.         ...
    6.         ...
    7. default: // no value ready to be received
    8.         ...
    9. }

    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 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：

    1. package main
    3. import (
    4.     "fmt"
    5.     "time"
    6. )
    8. func main() {
    9.     ch1 := make(chan int)
    10.     ch2 := make(chan int)
    12.     go pump1(ch1)
    13.     go pump2(ch2)
    14.     go suck(ch1, ch2)
    16.     time.Sleep(1e9)
    17. }
    19. func pump1(ch chan int) {
    20.     for i := 0; ; i++ {
    21.         ch <- i * 2
    22.     }
    23. }
    25. func pump2(ch chan int) {
    26.     for i := 0; ; i++ {
    27.         ch <- i + 5
    28.     }
    29. }
    31. func suck(ch1, ch2 chan int) {
    32.     for {
    33.         select {
    34.         case v := <-ch1:
    35.             fmt.Printf("Received on channel 1: %d\n", v)
    36.         case v := <-ch2:
    37.             fmt.Printf("Received on channel 2: %d\n", v)
    38.         }
    39.     }
    40. }

    输出：

    1. Received on channel 2: 5
    2. Received on channel 2: 6
    3. Received on channel 1: 0
    4. Received on channel 2: 7
    5. Received on channel 2: 8
    6. Received on channel 2: 9
    7. Received on channel 2: 10
    8. Received on channel 1: 2
    9. Received on channel 2: 11
    10. ...
    11. Received on channel 2: 47404
    12. Received on channel 1: 94346
    13. 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。

    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
    • 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
    • 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

    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

    使用练习 6.9 中的算法写一个更短的 gofibonacci2.go

    使用 select 语句来写，并让通道退出（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 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

    练习 14.10：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 / 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。

    14.4 使用 select 切换协程 - 图1

    计算执行时间（参见第 6.11 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：

    1. // Backend goroutine.
    2. func backend() {
    3.     for {
    4.         select {
    5.         case cmd := <-ch1:
    6.             // Handle ...
    7.         case cmd := <-ch2:
    8.             ...
    9.         case cmd := <-chStop:
    10.             // stop server
    11.         }
    12.     }
    13. }

    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：

    1. func backend() {
    2.     for req := range chRequest {
    3.         switch req.Subjext() {
    4.             case A1:  // Handle case ...
    5.             case A2:  // Handle case ...
    6.             default:
    7.               // Handle illegal request ..
    8.               // ...
    9.         }
    10.     }
    11. }