go语言并发编程(四) —

go语言并发编程(四) ——再探管道

单向管道

什么是单向管道

在Go语言中，管道有两种类型:双向管道与单向管道.双向管道指的是可以读也可以写,能在管道两边进行数据的读写操作，而单向管道指的是只能在管道的一边进行操作，我们手动创建一个只读/写的管道意义不大，一般是用于函数的参数传递或是作为返回值出现,例如我们用来关闭协程的管道的函数:

func close(c <- chan T)

双向管道可以转换为单向管道，反过来则不可以。通常情况下，将双向管道传给某个协程或函数并且不希望它读取/发送数据，就可以用到单向管道来限制另一方的行为。

func main() {
ch := make(chan int, 1)
go write(ch)
fmt.Println(<-ch)
}func write(ch chan<- int) {
// 只能对管道发送数据
ch <- 1
}

当然读管道同理

for range 遍历管道

在Go语言中我们可以基于for range来遍历读取管道中的数据，比如下面的这个例子:

package mainimport "fmt"func main() {ch := make(chan int, 10)defer close(ch)for i := 0; i < 10; i++ {ch <- i}for i := 0; i < 10; i++ {fmt.Println(<-ch)}
}

输出为:

其实通常来说当我们使用 for range来遍历数据结构的时候，一般会有两个返回值:一个是索引,另一个则是该索引对应的位置的元素值，但是对于管道而言，有且仅有一个返回值，就是缓冲区的元素值，for range会遍历读取管道缓冲区中的元素，当管道缓冲区为空时，就会阻塞等待，直到有其他协程向管道中写入数据才会继续读取数据。

注意:关闭管道的操作尽量在发送数据的那一方进行，而不要在接收方关闭管道，因为大多数情况下接收方只知道接收数据，并不知道该在什么时候关闭管道。

select

什么是select

select在Linux系统中一般用于IO多路复用，类似的,在Go语言中，select是一种管道多路复用的控制结构，而到底什么是多路复用，简单的用一句话来概括的话就是:在某一时刻，同时监测多个元素是否可用，而被监测的可以是网络请求,文件IO等，而在Go语言中的select则用于检测管道是否可用，如果可用，则读取管道中的数据，否则阻塞等待。
接下来我们来看一个简单的select的例子:

package mainimport "fmt"func main() {ch1, ch2, ch3 := make(chan bool), make(chan bool), make(chan bool)defer func() {close(ch1)close(ch2)close(ch3)}()select {case n, ok := <-ch1:fmt.Println(n, ok)case n, ok := <-ch2:fmt.Println(n, ok)case n, ok := <-ch3:fmt.Println(n, ok)default:fmt.Println("default")}
}

与switch相似，select由多个case和一个default组成，default分支可以忽略，而每一个case只能操作一种管道，并且只能进行一种操作,要么读要么写，当有多个case可用的时候，select会随机选择一个case来执行，如果所有case都不可用，就会执行default分支，倘若没有default分支，将会阻塞等待，直到至少有一个case可用。所以上面的输出结果
为:

default

不过上述的的例子中，执行完对应分支以后,主协程就直接退出了，所以如果我们想一直检测管道的话，要给select语句加上一个死循环代码来保证select可以一直监测管道:

package mainimport "fmt"func main() {ch1, ch2, ch3 := make(chan int), make(chan int), make(chan int)defer func() {close(ch1)close(ch2)close(ch3)}()go Send(ch1)go Send(ch2)go Send(ch3)for {select {case n, ok := <-ch1:fmt.Println(n, ok)case n, ok := <-ch2:fmt.Println(n, ok)case n, ok := <-ch3:fmt.Println(n, ok)}}}func Send(ch chan<- int) {for i := 0; i < 3; i++ {ch <- i}
}

这样确实三个管道都能用上了，但是死循环+select会导致主协程永久阻塞，所以可以将其单独放到新协程中，并且加上一些其他的逻辑。

package mainimport ("fmt""time"
)func main() {chan1, chan2, chan3 := make(chan int), make(chan int), make(chan int)l := make(chan struct{})defer func() {close(chan1)close(chan2)close(chan3)}()go Send(chan1)go Send(chan2)go Send(chan3)go func() {Loop:for {select {case n, ok := <-chan1:fmt.Println("A", n, ok)case n, ok := <-chan2:fmt.Println("B", n, ok)case n, ok := <-chan3:fmt.Println("C", n, ok)case <-time.After(1 * time.Second): //设置超时时间break Loop //}}l <- struct{}{}}()<-l
}func Send(ch chan<- int) {for i := 0; i < 3; i++ {ch <- i}
}

上例中通过for循环配合select来一直监测三个管道是否可以用，并且第四个case是一个超时管道，超时过后便会退出循环，结束子协程。最终输出如下:
输出结果为:

A 0 true
B 0 true
B 1 true
A 1 true
A 2 true
C 0 true
B 2 true
C 1 true
C 2 true

超时机制

在是一个例子中我们用到了time.After函数，这个函数的返回值是一个只读的管道，我们可以利用它来实现一个比较简单的超时机制,比如下面这个例子:

package mainimport "time"func main() {ch := make(chan struct{}, 1)go func() {time.Sleep(time.Second * 2)ch <- struct{}{}}()Loop:for {select {case <-ch:println("ok")case <-time.After(time.Second):println("超时")break Loop}}
}