Golang における select の実装メカニズム

藏色散人

リリース： 2020-09-11 13:17:46

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次のコラム golang チュートリアル では、Golang での select の実装メカニズムについて詳しく説明します。困っている友人の役に立てば幸いです。

Golang における select の実装メカニズム

#本文

今日のプレイについて言えば、問題

フラグメント 1:

func main(){
	var count int
	for {
		select {
		case <-time.Tick(time.Millisecond * 500):
			fmt.Println("咖啡色的羊驼")
			count++
			fmt.Println("count--->" , count)
		case <-time.Tick(time.Millisecond * 499) :
			fmt.Println(time.Now().Unix())
			count++
			fmt.Println("count--->" , count)
		}
	}
}

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フラグメント 2:

func main(){
	t1 := time.Tick(time.Second)
	t2 := time.Tick(time.Second)
	var count int
	for {
		select {
		case <-t1:
			fmt.Println("咖啡色的羊驼")
			count++
			fmt.Println("count--->" , count)
		case <-t2 :
			fmt.Println(time.Now().Unix())
			count++
			fmt.Println("count--->" , count)
		}
	}
}

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2 つの質問:

1. 上記のフラグメントの出力は次のようになります。 ? ＃＃＃２．どう説明すればいいでしょうか？

最初の問題は簡単に解決できるので実行してみると、出力結果が明らかに違うことがわかります。

フラグメント 1:

1535673600
count---> 1
1535673600
count---> 2
1535673601
count---> 3

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フラグメント 2:

咖啡色的羊驼
count---> 1
1535673600
count---> 2
咖啡色的羊驼
count---> 3
1535673601
count---> 4

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2 番目のチャネルは、select が 2 つの時間チャネルを監視するため、交互に表示されるため、理解しやすいです。

では、なぜ最初のものには 1 だけが表示されるのでしょうか?

この問題を解決するには、select の実装機構を見直す必要があるため、この記事を作成しました。

Select メカニズムの簡単な説明

select には注意が必要なメカニズムがいくつかあります

1.select case は、リッスンする goroutine をブロックするために使用されます。case がない場合は、 select{} だけを使用します。現在のプログラム内の goroutine を監視するためです。この時点では、実際の goroutine が実行されている必要があることに注意してください。そうでない場合、select{} は、panic

2 を報告します。select の下に複数の実行可能ケースがある場合、、それらはランダムに実行されます。

3.Select は多くの場合、for ループと連携して、チャネルでストーリーが発生しているかどうかを監視します。このシナリオでは、break は現在の選択を終了するだけであり、終了するわけではないことに注意してください。break TIP / goto を使用する必要があります。

4. バッファリングのないチャネルは値を渡した直後に閉じると、閉じる前にブロックされますが、バッファリングのあるチャネルの場合は閉じても後続の値を受け取り続けます。

5 . 同じチャネル内の複数のゴルーチンが閉じられています。リカバリパニックメソッドを使用して、チャネルが閉じている問題を特定できます。

上記の知識ポイントを読んだ後でも、この問題の核心的な疑問を説明できません。記事なので続きをどうぞ！

選択メカニズムの詳細な説明

選択メカニズムについては、/src/runtime/select.go を参照してください。

ソースコードスニペットの解釈:

func selectgo(sel *hselect) int {
	// ...

	// case洗牌
	pollslice := slice{unsafe.Pointer(sel.pollorder), int(sel.ncase), int(sel.ncase)}
	pollorder := *(*[]uint16)(unsafe.Pointer(&pollslice))
	for i := 1; i < int(sel.ncase); i++ {
		//....
	}

	// 给case排序
	lockslice := slice{unsafe.Pointer(sel.lockorder), int(sel.ncase), int(sel.ncase)}
	lockorder := *(*[]uint16)(unsafe.Pointer(&lockslice))
	for i := 0; i < int(sel.ncase); i++ {
		// ...
	}
	for i := int(sel.ncase) - 1; i >= 0; i-- {
		// ...
	}

	// 加锁该select中所有的channel
	sellock(scases, lockorder)

	// 进入loop
loop:
	// ... 
	// pass 1 - look for something already waiting
	// 按顺序遍历case来寻找可执行的case
	for i := 0; i < int(sel.ncase); i++ {
		//...
		switch cas.kind {
		case caseNil:
			continue
		case caseRecv:
			// ... goto xxx
		case caseSend:
			// ... goto xxx
		case caseDefault:
			dfli = casi
			dfl = cas
		}
	}

	// 没有找到可以执行的case，但有default条件，这个if里就会直接退出了。
	if dfl != nil {
		// ...
	}
	// ...

	// pass 2 - enqueue on all chans
	// chan入等待队列
	for _, casei := range lockorder {
		// ...
		switch cas.kind {
		case caseRecv:
			c.recvq.enqueue(sg)

		case caseSend:
			c.sendq.enqueue(sg)
		}
	}

	// wait for someone to wake us up
	// 等待被唤起,同时解锁channel(selparkcommit这里实现的)
	gp.param = nil
	gopark(selparkcommit, nil, "select", traceEvGoBlockSelect, 1)
	
	// 突然有故事发生，被唤醒，再次该select下全部channel加锁
	sellock(scases, lockorder)

	// pass 3 - dequeue from unsuccessful chans
	// 本轮最后一次循环操作，获取可执行case，其余全部出队列丢弃
	casi = -1
	cas = nil
	sglist = gp.waiting
	// Clear all elem before unlinking from gp.waiting.
	for sg1 := gp.waiting; sg1 != nil; sg1 = sg1.waitlink {
		sg1.isSelect = false
		sg1.elem = nil
		sg1.c = nil
	}
	gp.waiting = nil

	for _, casei := range lockorder {
		// ...
		if sg == sglist {
			// sg has already been dequeued by the G that woke us up.
			casi = int(casei)
			cas = k
		} else {
			c = k.c
			if k.kind == caseSend {
				c.sendq.dequeueSudoG(sglist)
			} else {
				c.recvq.dequeueSudoG(sglist)
			}
		}
		// ...
	}

	// 没有的话，再走一次loop
	if cas == nil {
		goto loop
	}
	// ...
bufrecv:
	// can receive from buffer
bufsend:
	// ...
recv:
	// ...
rclose:
	// ...
send:
	// ...
retc:
	// ...
sclose:
	// send on closed channel
}

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表示を容易にするために、プロセスを説明するために特別に醜い図を作成しました:

つまり、4段階で選定が行われます。 Golang における select の実装メカニズム