select

• select 的作用：

  通過 select 可以監(jiān)聽 channel 上的數(shù)據(jù)流動。

• select 的用法：

  與 switch case 語法類似。但是 case 后面必須是 IO 操作，不可以人一些判斷表達(dá)式。

  select {
  case <-chan1:
    // 如果 chan1 成功讀到數(shù)據(jù)，則進(jìn)行該 case 處理語句
  case chan2 <- 1:
    //如果成功向 chan2 寫入數(shù)據(jù)，則進(jìn)行該 case 處理語句
  default:
    // 如果上面都沒有成功，則進(jìn)入 default 處理流程
  }
  

• 注意：

  • 監(jiān)聽的 case 中，沒有滿足監(jiān)聽條件，阻塞。
  • 監(jiān)聽的 case 中，有多個滿足監(jiān)聽條件，任選一個執(zhí)行。
  • 可以使用 default 來處理所有case 都不滿足監(jiān)聽條件的狀況。通常不用（會產(chǎn)生忙輪詢）。
  • select 自身不帶有循環(huán)機制，需借助外層 for 來循環(huán)監(jiān)聽。
  • break 跳出 select 中的 case 選項。類似于 switch 中的用法。

超時處理

有時候會出現(xiàn) goroutine 阻塞的情況，可以使用 select 來設(shè)置超時，通過如下的方式實現(xiàn)：

func main() {
  c := make(chan int)
  o := make(chan bool)
  go func() {
    for {
      select {
      case v := <-c:
        fmt.Println(v)
      case <time.After(5 * time.Second):
        fmt.Println("timeout"):
        o <- true
        break
      }
    }
  }()
  // c <-66  // 注釋掉，引發(fā) timeout
  <-o
}

鎖和條件變量

什么是鎖

就是某個協(xié)程（線程）在訪問某個資源時先鎖住，防止其他協(xié)程的訪問，等訪問完畢解鎖后其他協(xié)程再來加鎖進(jìn)行訪問。

死鎖

死鎖不是鎖的一種，是一種錯誤使用鎖導(dǎo)致的現(xiàn)象。

死鎖是指兩個或兩個以上的進(jìn)程在進(jìn)行過程中，由于競爭資源或者由于彼此通信而造成的一種阻塞的現(xiàn)象，若無外力作用，他們都將無法推進(jìn)下去。此時稱系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)或系統(tǒng)產(chǎn)生了死鎖。

• 常見的場景：
  • 單 go 程自己死鎖

package main

import "fmt"

func main() {
  ch := make(chan int)
  ch <- 1
  fmt.Println("send")
  go func() {
    <- ch
    fmt.Println("received")
  }()
  fmt.Println("over")
}

互斥鎖

每個資源都對應(yīng)一個可稱為 “互斥鎖” 的標(biāo)記，這個標(biāo)記用來保證在任意時刻，只能有一個協(xié)程（線程）訪問該資源。其它的協(xié)程只能等待。

互斥鎖是傳統(tǒng)并發(fā)編程對共享資源進(jìn)行訪問控制的主要手段。它由標(biāo)準(zhǔn)庫 sync 中的 Mutex 結(jié)構(gòu)體類型表示。 sync.Mutex 類型只有兩個公開的指針方法，Lock 和 Unlock。Lock 鎖定當(dāng)前的共享資源，Unlock 進(jìn)行解鎖。

在使用互斥鎖時，一定要注意：對資源操作完成后，一定要解鎖，否則會出現(xiàn)流程執(zhí)行異常、死鎖等問題。通常借助 defer。鎖定后，立即使用 defer 語句保證互斥鎖及時解鎖。如下所示：

var mutex sync.Mutex

func write() {
  mutex.Lock()
  defer mutex.Unlock()
}

讀寫鎖

互斥鎖的本質(zhì)是當(dāng)一個 goroutine 訪問的時候，其他 goroutine 都不能訪問。這樣在資源同步，避免競爭的同時也降低了程序的并發(fā)性能。程序由原來的并行執(zhí)行變成了串行執(zhí)行。

讀寫鎖可以讓多個讀操作并發(fā)，同時讀取，但是對于寫操作是完全互斥的。也就是說，當(dāng)一個 goroutine 進(jìn)行寫操作的時候，其他 goroutine 既不能進(jìn)行讀操作，也不能進(jìn)行寫操作。

讀時共享，寫時獨占。寫鎖優(yōu)先級比讀鎖高。

• “寫鎖定”和“讀鎖定”

  func (*RWMutex) Lock()
  func (*RWMutex) Unlock()
  

• “讀鎖定”和“寫鎖定”

  func (*RWMutex) RLock()
  func (*RWMutex) RUnlock()
  

條件變量

條件變量的作用并不能保證在同一時刻僅有一個協(xié)程（線程）訪問某個共享的數(shù)據(jù)資源，而是在對應(yīng)的共享數(shù)據(jù)的狀態(tài)發(fā)生變化時，通知阻塞在某個條件上的協(xié)程（線程）。條件變量不是鎖，在并發(fā)中不能達(dá)到同步的目的，因此條件變量總是與鎖一塊使用。

Go 標(biāo)準(zhǔn)庫中的 sys.Cond 類型代表了條件變量。條件變量要與鎖（互斥鎖或者讀寫鎖）一起使用。成員變量 L 代表與條件變量搭配使用的鎖。

type Cond struct {
  noCopy noCopy
  L Locker
  notify notifyList
  checker copyChecker
}

• 對應(yīng)的 3 個常用方法，Wait、Signal、Broadcast：
  • func (c *Cond) Wait()
    該函數(shù)的作用：
    • 阻塞等待條件變量滿足
    • 釋放已掌握的互斥鎖，相當(dāng)于 cond.Unlock()。注意：兩步為原子操作(不會被線程調(diào)度機制打斷的操作；這種操作一旦開始，就一直運行到結(jié)束)。
    • 當(dāng)被喚醒，Wait() 函數(shù)返回時，解除阻塞并重新獲取互斥鎖。相當(dāng)于 cond.Lock()
  • func (c *Cond) Signal()
    單發(fā)通知，給一個正等待（阻塞）在該條件變量上的 goroutine（線程）發(fā)送通知。
  • func (c *Cond) Broadcast()
    廣播通知，給正在等待（阻塞）在該條件變量上的所有 goroutine（線程）發(fā)送通知。

• 使用流程：
  1. 創(chuàng)建條件變量：var cond sync.Cond
  2. 指定條件變量用的鎖：cond.L = new(sync.Mutex)
  3. cond.Lock() 給公共區(qū)加鎖（互斥量）
  4. 判斷是否達(dá)到阻塞條件（緩沖區(qū)滿/空） --- for 循環(huán)判斷
  5. 訪問公共區(qū) ---讀、寫數(shù)據(jù)、打印
  6. 解鎖條件變量用的鎖 cond.L.Unlock()
  7. 喚醒阻塞在條件變量上的對端。signal() Broadcast()