Go 语言在 select 语句中实现优先级¶

本文回顾了Go语言中 select 语句的一些用法，并延伸出了一个如何在 select 中实现优先级的小技巧。

select 语句介绍¶

Go 语言中的 select 语句用于监控并选择一组case语句执行相应的代码。它看起来类似于switch语句，但是select语句中所有case中的表达式都必须是channel的发送或接收操作。一个典型的select使用示例如下：

Go
select {
case <-ch1:
    fmt.Println("liwenzhou.com")
case ch2 <- 1:
    fmt.Println("q1mi")
}

Go 语言中的 select 关键字也能够让当前 goroutine 同时等待ch1 的可读和ch2的可写，在ch1和ch2状态改变之前，select 会一直阻塞下去，直到其中的一个 channel 转为就绪状态时执行对应case分支的代码。如果多个channel同时就绪的话则随机选择一个case执行。

除了上面展示的典型示例外，接下来我们逐一介绍一些select的特殊示例。

空select¶

空select指的是内部不包含任何case，例如：

Go
select{

}

空的 select 语句会直接阻塞当前的goroutine，使得该goroutine进入无法被唤醒的永久休眠状态。

只有一个case¶

如果select中只包含一个case，那么该select就变成了一个阻塞的channel读/写操作。

Go
select {
case <-ch1:
    fmt.Println("liwenzhou.com")
}

上面的代码，当ch1可读时会执行打印操作，否则就会阻塞。

有 default 语句¶

如果select中还可以包含default语句，用于当其他case都不满足时执行一些默认操作。

Go
select {
case <-ch1:
    fmt.Println("liwenzhou.com")
default:
    time.Sleep(time.Second)
}

上面的代码，当ch1可读时会执行打印操作，否则就执行default语句中的代码，这里就相当于做了一个非阻塞的channel读取操作。

总结¶

select 不存在任何的 case：永久阻塞当前 goroutine
select 只存在一个 case：阻塞的发送/接收
select 存在多个 case：随机选择一个满足条件的case执行
select 存在 default，其他case都不满足时：执行default语句中的代码

如何在 select 中实现优先级¶

已知，当select 存在多个 case时会随机选择一个满足条件的case执行。

现在我们有一个需求：我们有一个函数会持续不间断地从ch1和ch2中分别接收任务1和任务2，

如何确保当ch1和ch2同时达到就绪状态时，优先执行任务1，在没有任务1的时候再去执行任务2呢？

高级Go语言程序员小明挠了挠头写出了如下函数：

Go
func worker(ch1, ch2 <-chan int, stopCh chan struct{}) {

    for {
        select {
        case <-stopCh:
            return
        case job1 := <-ch1:
            fmt.Println(job1)
        default:
            select {
            case job2 := <-ch2:
                fmt.Println(job2)
            default:
            }
        }
    }
}

上面的代码通过嵌套两个select实现了"优先级"，看起来是满足题目要求的。但是这代码有点问题，如果ch1和ch2都没有达到就绪状态的话，整个程序不会阻塞而是进入了死循环。

怎么办呢？

小明又挠了挠头，又写下了另一个解决方案：

Go
func worker2(ch1, ch2 <-chan int, stopCh chan struct{}) {
    for {
        select {
        case <-stopCh:
            return
        case job1 := <-ch1:
            fmt.Println(job1)
        case job2 := <-ch2:
        priority:
            for {
                select {
                case job1 := <-ch1:
                    fmt.Println(job1)
                default:
                    break priority
                }
            }
            fmt.Println(job2)
        }
    }
}

这一次，小明不仅使用了嵌套的select，还组合使用了for循环和LABEL来实现题目的要求。上面的代码在外层select选中执行job2 := <-ch2时，进入到内层select循环继续尝试执行job1 := <-ch1,当ch1就绪时就会一直执行，否则跳出内层select。

实际应用场景¶

上面的需求虽然是我编的，但是关于在select中实现优先级在实际生产中是有实际应用场景的，例如K8s的controller中就有关于上面这个技巧的实际使用示例，这里在关于select中实现优先级相关代码的关键处都已添加了注释，具体逻辑这里就不展开细说了。

Go
// kubernetes/pkg/controller/nodelifecycle/scheduler/taint_manager.go 
func (tc *NoExecuteTaintManager) worker(worker int, done func(), stopCh <-chan struct{}) {
    defer done()

    // 当处理具体事件的时候，我们会希望 Node 的更新操作优先于 Pod 的更新
    // 因为 NodeUpdates 与 NoExecuteTaintManager无关应该尽快处理
    // -- 我们不希望用户(或系统)等到PodUpdate队列被耗尽后，才开始从受污染的Node中清除pod。
    for {
        select {
        case <-stopCh:
            return
        case nodeUpdate := <-tc.nodeUpdateChannels[worker]:
            tc.handleNodeUpdate(nodeUpdate)
            tc.nodeUpdateQueue.Done(nodeUpdate)
        case podUpdate := <-tc.podUpdateChannels[worker]:
            // 如果我们发现了一个 Pod 需要更新，我么你需要先清空 Node 队列.
        priority:
            for {
                select {
                case nodeUpdate := <-tc.nodeUpdateChannels[worker]:
                    tc.handleNodeUpdate(nodeUpdate)
                    tc.nodeUpdateQueue.Done(nodeUpdate)
                default:
                    break priority
                }
            }
            // 在 Node 队列清空后我们再处理 podUpdate.
            tc.handlePodUpdate(podUpdate)
            tc.podUpdateQueue.Done(podUpdate)
        }
    }
}

总结¶

本文回顾了Go语言中select语句的一些用法，并延伸出了一个如何在select中实现优先级的小技巧，希望能对大家有所帮助。

最后多嘴一句，Go语言由于自身没有很多奇怪的语法糖和自带代码格式化，相比其他语言来说并不会存在看不懂别人写的代码的情况。所以我们完全可以通过阅读优秀库的源代码，与巨人为伍，与高朋为伴，最终吃上更好的饭。