# 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)