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    14.4.md
    7.43 KB / 2024-07-16 23:14:29
        # 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](05.3.md))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。
    
    ```go
    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 `default`,`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](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](examples/chapter_14/goroutine_select.go):
    
    ```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](examples/chapter_14/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](exercises/chapter_5/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](exercises/chapter_14/goroutine_panic.go)
    - b)也许你的方案有效,但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](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](exercises/chapter_14/goroutine_select.go)
    
    
    练习 14.8:
    
    从示例 [6.13 fibonacci.go](examples/chapter_6/fibonacci.go) 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](exercises/chapter_14/gofibonacci.go)
    
    使用练习 [6.9 fibonacci2.go](exercises/chapter_6/fibonacci2.go) 中的算法写一个更短的 [gofibonacci2.go](exercises/chapter_14/gofibonacci2.go)
    
    使用 `select` 语句来写,并让通道退出 ([gofibonacci_select.go](exercises/chapter_14/gofibonacci_select.go))
    
    注意:当给结果计时并和 6.13 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](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](exercises/chapter_14/random_bitgen.go)
    
    练习 14.10:[polar_to_cartesian.go](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](exercises/chapter_14/concurrent_pi.go) / [concurrent_pi2.go](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。
    
    ![](images/14.4_piseries.png?raw=true)
    
    计算执行时间(参见第 [6.11](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:
    
    ```go
    // 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:
    
    ```go
    func backend() {
    	for req := range chRequest {
    		switch req.Subjext() {
    			case A1:  // Handle case ...
    			case A2:  // Handle case ...
    			default:
    			  // Handle illegal request ..
    			  // ...
    		}
    	}
    }
    ```
    
    ## 链接
    
    - [目录](directory.md)
    - 上一节:[通道的同步:关闭通道-测试阻塞的通道](14.3.md)
    - 下一节:[通道,超时和计时器(Ticker)](14.5.md)
    
    
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