GO学习-(36) Go语言在select语句中实现优先级

Go语言在select语句中实现优先级

Go语言在select语句中实现优先级

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:

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ch1ch2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

select指的是内部不包含任何case,例如:

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。

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。

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

  1. select 不存在任何的 case:永久阻塞当前 goroutine
  2. select 只存在一个 case:阻塞的发送/接收
  3. select 存在多个 case:随机选择一个满足条件的case执行
  4. 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ch1ch2中分别接收任务1和任务2,

如何确保当ch1ch2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:

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ch1ch2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:

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。

// 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)
        }
    }
}

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