golang select 源码

开头

Golang是一种由Google开发的静态编译型编程语言，具备强大的并发和网络编程能力。在Golang中，select语句是一种用于处理多个通信操作的结构。在本文中，我们将深入探讨Golang select的源码实现。

1. select语句概述

在Golang中，select是一种用于处理通信操作的语句。它类似于switch语句，但用于选择可立即发送或接收消息的case。该语句会阻塞，直到其中一个case可以执行为止。

select语句的语法如下：

select {
  case <-chan1:
    // 执行chan1的接收操作
  case chan2 <- msg:
    // 执行chan2的发送操作
  default:
    // 所有case均无法立即执行时执行该分支
}

select语句中的每个case表达式必须是一个通道操作。可以是从通道接收值，也可以是向通道发送值。如果多个case都可以执行，则随机选择一个case执行，其他case将被忽略。

2. select语句的实现原理

Golang select语句的实现依赖于一些关键的数据结构和方法。其中最重要的数据结构是selectcase和scase。

selectcase是select语句中每个case的抽象表示。它包含了一些用于通信操作的字段，如发送/接收通道，相关的值和操作状态。selectcase的定义如下：

type selectcase struct {
  c           *hchan        // 通信操作使用的通道
  elem        unsafe.Pointer // 接收操作使用的元素地址
  kind        uint16        // case的类型（发送/接收/默认）
  recvOK      bool          // 是否成功接收到值
  sendOK      bool          // 是否成功发送值
  data        unsafe.Pointer // 发送/接收的元素值
  startCas    uint64        // 开始执行该case时的cas
  atomicStatus uint32        // 执行状态标识
}

scase是select语句的描述符，保存了select语句中各个case的信息，以及select的状态等。它的定义如下：

type scase struct {
  c           *hchan          // 当前选择的case
  elem        unsafe.Pointer // 指向接收元素值的指针
  kind        uint16          // 当前case的类型
  recvOK      *bool           // 接收操作结果
  selected    uint32          // 当前是否已经完成选择
  startMillis int64           // 超时计时起始时间（毫秒）
  deadline    int64           // 截止时间（毫秒）
  wake        uint32          // 当前case处于唤醒状态
}

select语句的实现过程主要包括以下几个步骤：

2.1 初始化select的描述符

首先，通过newselect函数对select的描述符进行初始化。该函数会为每个case创建一个selectcase，并将其添加到描述符中。同时，它还会设置Goroutine的一些状态，如当前正在执行的select，以及select的截止时间。

2.2 进行通信操作选择

接着，在等待通信操作完成前，Goroutine会尝试执行一个状态为ScaseRecv/ScaseSend的case。这一步是通过cas操作，将描述符的状态设置为ScaseWaitRecv/ScaseWaitSend来实现的。

当一个case的状态被设置为ScaseWaitRecv/ScaseWaitSend时，表示当前case已经被选择，但通信操作还未完成。在此过程中，Goroutine可能被阻塞，并等待接收或发送操作的完成。

2.3 完成通信操作选择

当某个case的通信操作完成后（即成功地接收或发送了值），相应的selectcase和scase的状态将会被更新。如果有多个case可以执行，只有其中一个会被选中。

最终，select语句会返回被选中的case的索引，并根据其类型执行相应的操作。如果没有case可执行，select语句将会阻塞，并等待新的通信操作。

3. 总结

本文通过分析Golang select语句的源码实现，详细介绍了select语句的概述、实现原理和执行过程。它在并发编程中起到了重要的作用，使得程序可以同时处理多个通信操作。了解select语句的底层实现，有助于我们更好地理解其工作原理，提高代码的质量和性能。