select语法总结 select对应的每个case如果有已经准备好的case 则进行chan读写操作;若没有则执行defualt语句;若都没有则阻塞当前goroutine,直到某个chan准备好可读或可写,完成对应的case后退出。
Select的内存布局
了解chanel的实现后对select的语法有个疑问,select如何实现多路复用的,为什么没有在第一个channel操作时阻塞 从而导致后面的case都执行不了。为了解决疑问,对应代码看一下汇编调用了哪些runtime层的函数,发现select语法块被编译器翻译成了以下过程。
创建select–>注册case–>执行select–>释放select
select {
case c1 <-1: // non-blocking case <-c2: // non-blocking default: // will do this }
runtime.newselect
runtime.selectsend
runtime.selectrecv
runtime.selectdefault
runtime.selectgo
select实际上是个hselect结构体,其中注册的case放到scase中。scase保存有当前case操作的hchan。pollorder指向的是乱序后的scase序号。lockorder中将要保存的是每个case对应的hchan的地址。
type hselect struct {
tcase uint16 // total count of scase[]
ncase uint16 // currently filled scase[]
pollorder *uint16 // case poll order
lockorder **hchan // channel lock order
scase [1]scase // one per case (in order of appearance)
}
type scase struct {
elem unsafe.Pointer // data element
c *hchan // chan
pc uintptr // return pc
kind uint16
so uint16 // vararg of selected bool
receivedp *bool // pointer to received bool (recv2)
releasetime int64
}
select最后是[1]scase表示select中只保存了一个case的空间,说明select只是个头部,select后面保存了所有的scase,这段Scases的大小就是tcase。在go runtime实现中经常看到这种头部+连续内存的方式。
select的实现
select创建
在newSelect对象时已经知道了case的数目,并已经分配好上述空间。
func selectsize(size uintptr) uintptr {
selsize := unsafe.Sizeof(hselect{}) +
(size-1)*unsafe.Sizeof(hselect{}.scase[0]) +
size*unsafe.Sizeof(*hselect{}.lockorder) +
size*unsafe.Sizeof(*hselect{}.pollorder)
return round(selsize, _Int64Align)
}
func newselect(sel *hselect, selsize int64, size int32) {
if selsize != int64(selectsize(uintptr(size))) {
print("runtime: bad select size ", selsize, ", want ", selectsize(uintptr(size)), "\n")
throw("bad select size")
}
sel.tcase = uint16(size)
sel.ncase = 0
sel.lockorder = (**hchan)(add(unsafe.Pointer(&sel.scase), uintptr(size)*unsafe.Sizeof(hselect{}.scase[0])))
sel.pollorder = (*uint16)(add(unsafe.Pointer(sel.lockorder), uintptr(size)*unsafe.Sizeof(*hselect{}.lockorder)))
}
注册case
case channel有三种注册 selectsend selectrecv selectdefault,分别对应着不同的case。他们的注册方式一致,都是ncase+1,然后按照当前的index填充scases域的scase数组的相关字段,主要是用case中的chan和case类型填充c和kind字段。
func selectsendImpl(sel *hselect, c *hchan, pc uintptr, elem unsafe.Pointer, so uintptr) {
i := sel.ncase
sel.ncase = i + 1
cas := (*scase)(add(unsafe.Pointer(&sel.scase), uintptr(i)*unsafe.Sizeof(sel.scase[0])))
cas.pc = pc
cas.c = c
cas.so = uint16(so)
cas.kind = caseSend
cas.elem = elem
}
select执行
pollorder保存的是scase的序号,乱序是为了之后执行时的随机性。
lockorder保存了所有case中channel的地址,这里按照地址大小堆排了一下lockorder对应的这片连续内存。对chan排序是为了去重,保证之后对所有channel上锁时不会重复上锁。
select语句执行时会对整个chanel加锁
select语句会创建select对象 如果放在for循环中长期执行可能会频繁的分配内存
select执行过程总结如下:
- 通过pollorder的序号,遍历scase找出已经准备好的case。如果有就执行普通的chan读写操作。其中准备好的case是指可以不阻塞完成读写chan的case,或者读已经关闭的chan的case。
- 如果没有准备好的case,则尝试defualt case。
- 如果以上都没有,则把当前的G封装好挂到scase所有chan的阻塞链表中,按照chan的操作类型挂到sendq或recvq中。
- 这个G被某个chan唤醒,遍历scase找到目标case,放弃当前G在其他chan中的等待,返回。
func selectgoImpl(sel *hselect) (uintptr, uint16) {
// 对pollorder乱序 填充序号
// 对lockorder排序 填充scase中对应的hchan
// 通过lockorder遍历每个chan上锁
sellock(sel)
loop:
// 按照pollorder的顺序遍历scase 查看有没有case已经准备好
for i := 0; i < int(sel.ncase); i++ { cas = &scases[pollorder[i]] switch cas.kind { case caseRecv: case caseSend: case caseDefault: dfl = cas } } // 如果没有准备好的scase 则尝试执行defaut if dfl != nil { selunlock(sel) cas = dfl goto retc } // 如果没有任何可以执行的case 将当前的G挂到所有case对应的chan // 的等待链表sendq或recvq上 等待被唤醒 for i := 0; i < int(sel.ncase); i++ { cas = &scases[pollorder[i]] c = cas.c sg := acquireSudog() switch cas.kind { case caseRecv: c.recvq.enqueue(sg) case caseSend: c.sendq.enqueue(sg) } } gp.param = nil gopark(selparkcommit, unsafe.Pointer(sel), "select", traceEvGoBlockSelect|futile, 2) // 被唤醒后又上锁! sellock(sel) sg = (*sudog)(gp.param) gp.param = nil // 唤醒了当前G的sudoG是sg 遍历之前保存的sglist链表匹配 for i := int(sel.ncase) - 1; i>= 0; i-- {
k = &scases[pollorder[i]]
if sg == sglist {
cas = k
} else {
// 若不匹配则收回当前G在这个chan中的排队
c = k.c
if k.kind == caseSend {
c.sendq.dequeueSudoG(sglist)
} else {
c.recvq.dequeueSudoG(sglist)
}
}
sgnext = sglist.waitlink
releaseSudog(sglist)
sglist = sgnext
}
selunlock(sel)
goto retc
retc:
return cas.pc, cas.so
}