1.5 流程控制

陆星光
145 阅读7分钟

Go里的流程控制方法还是挺丰富，整理了下有如下这么多种：

  • if - else 条件语句
  • switch - case 选择语句
  • for - range 循环语句
  • goto 无条件跳转语句
  • defer 延迟执行

defer

内容是 defer 延迟语句，这个在其他编程语言里好像没有见到。应该是属于 Go 语言里的独有的关键字，但即使如此，阅读后这篇文章后，你可以发现 defer 在其他编程语言里的影子。

1. 1延迟调用

defer 的用法很简单，只要在后面跟一个函数的调用，就能实现将这个 xxx 函数的调用延迟到当前函数执行完后再执行。

defer xxx()

这是一个很简单的例子，可以很快帮助你理解 defer 的使用效果。

import "fmt"

func myfunc() {
    fmt.Println("B")
}

func main() {
    defer myfunc()
    fmt.Println("A")
}

输出如下

A
B

当然了，对于上面这个例子可以简写为成如下，输出结果是一致的

import "fmt"

func main() {
    defer fmt.Println("B")
    fmt.Println("A")
}

1.2 即时求值的变量快照

使用 defer 只是延时调用函数，此时传递给函数里的变量，不应该受到后续程序的影响。

比如这边的例子

import "fmt"

func main() {
    name := "go"
    defer fmt.Println(name) // 输出: go

    name = "python"
    fmt.Println(name)      // 输出: python
}

输出如下，可见给 name 重新赋值为 python，后续调用 defer 的时候，仍然使用未重新赋值的变量值，就好在 defer 这里，给所有的这是做了一个快照一样。

python
go

如果 defer 后面跟的是匿名函数，情况会有所不同， defer 会取到最后的变量值

package main

import "fmt"


func main() {
    name := "go"
    defer func(){
    fmt.Println(name) // 输出: python
}()
    name = "python"
    fmt.Println(name)      // 输出: python
}

\

1.3 多个defer 反序调用

当我们在一个函数里使用了 多个defer，那么这些defer 的执行函数是如何的呢？

做个试验就知道了

import "fmt"

func main() {
    name := "go"
    defer fmt.Println(name) // 输出: go

    name = "python"
    defer fmt.Println(name) // 输出: python

    name = "java"
    fmt.Println(name)
}

输出如下，可见 多个defer 是反序调用的，有点类似栈一样，后进先出。

java
python
go

1.4 defer 与 return 孰先孰后

至此，defer 还算是挺好理解的。在一般的使用上，是没有问题了。

在这里提一个稍微复杂一点的问题，defer 和 return 到底是哪个先调用？

使用下面这段代码，可以很容易的观察出来

import "fmt"

var name string = "go"

func myfunc() string {
    defer func() {
        name = "python"
    }()

    fmt.Printf("myfunc 函数里的name：%s\n", name)
    return name
}

func main() {
    myname := myfunc()
    fmt.Printf("main 函数里的name: %s\n", name)
    fmt.Println("main 函数里的myname: ", myname)
}

输出如下

myfunc 函数里的name：go
main 函数里的name: python
main 函数里的myname:  go

来一起理解一下这段代码，第一行很直观，name 此时还是全局变量，值还是go

第二行也不难理解，在 defer 里改变了这个全局变量，此时name的值已经变成了 python

重点在第三行，为什么输出的是 go ？

解释只有一个，那就是 defer 是return 后才调用的。所以在执行 defer 前，myname 已经被赋值成 go 了。

1.5 为什么要有 defer？

看完上面的例子后，不知道你是否和我一样，对这个defer的使用效果感到熟悉？貌似在 Python 也见过类似的用法。

虽然 Python 中没有 defer ，但是它有 with 上下文管理器。我们知道在 Python 中可以使用 defer 实现对资源的管理。最常用的例子就是文件的打开关闭。

你可能会有疑问，这也没什么意义呀，我把这个放在 defer 执行的函数放在 return 那里执行不就好了。

固然可以，但是当一个函数里有多个 return 时，你得多调用好多次这个函数，代码就臃肿起来了。

若是没有 defer，你可以写出这样的代码

func f() { r := getResource() //0，获取资源 ...... if ... { r.release() //1，释放资源 return } ...... if ... { r.release() //2，释放资源 return } ...... if ... { r.release() //3，释放资源 return } ...... r.release() //4，释放资源 return }

使用了 defer 后，代码就显得简单直接，不管你在何处 return，都会执行 defer 后的函数。
func f() { r := getResource() //0，获取资源 defer r.release() //1，释放资源 ...... if ... { ... return } ...... if ... { ... return } ...... if ... { ... return } ...... return }

select

跟 switch-case 相比，select-case 用法比较单一，它仅能用于 信道/通道 的相关操作。

select {
    case 表达式1:
        <code>
    case 表达式2:
        <code>
  default:
    <code>
}

接下来，我们来看几个例子帮助理解这个 select 的模型。

1.1 最简单的例子

先创建两个信道，并在 select 前往 c2 发送数据

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    c1 := make(chan string, 1)
    c2 := make(chan string, 1)

    c2 <- "hello"

    select {
    case msg1 := <-c1:
      fmt.Println("c1 received: ", msg1)
    case msg2 := <-c2:
      fmt.Println("c2 received: ", msg2)
    default:
      fmt.Println("No data received.")
    }
}

在运行 select 时，会遍历所有（如果有机会的话）的 case 表达式，只要有一个信道有接收到数据，那么 select 就结束，所以输出如下

c2 received:  hello

1.2 避免造成死锁

select 在执行过程中，必须命中其中的某一分支。

如果在遍历完所有的 case 后，若没有命中（命中：也许这样描述不太准确，我本意是想说可以执行信道的操作语句）任何一个 case 表达式，就会进入 default 里的代码分支。

但如果你没有写 default 分支，select 就会阻塞，直到有某个 case 可以命中，而如果一直没有命中，select 就会抛出 deadlock 的错误，就像下面这样子。

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    c1 := make(chan string, 1)
    c2 := make(chan string, 1)

    // c2 <- "hello"

    select {
    case msg1 := <-c1:
        fmt.Println("c1 received: ", msg1)
    case msg2 := <-c2:
        fmt.Println("c2 received: ", msg2)
        // default:
        //  fmt.Println("No data received.")
    }
}

运行后输出如下

fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

goroutine 1 [select]:
main.main()
        /Users/MING/GolandProjects/golang-test/main.go:13 +0x10f
exit status 2

解决这个问题的方法有两种

一个是，养成好习惯，在 select 的时候，也写好 default 分支代码，尽管你 default 下没有写任何代码。

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    c1 := make(chan string, 1)
    c2 := make(chan string, 1)

  // c2 <- "hello"

    select {
    case msg1 := <-c1:
        fmt.Println("c1 received: ", msg1)
    case msg2 := <-c2:
        fmt.Println("c2 received: ", msg2)
    default:

    }
}

另一个是，让其中某一个信道可以接收到数据

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    c1 := make(chan string, 1)
    c2 := make(chan string, 1)

  // 开启一个协程，可以发送数据到信道
    go func() {
        time.Sleep(time.Second * 1)
        c2 <- "hello"
    }()

    select {
    case msg1 := <-c1:
        fmt.Println("c1 received: ", msg1)
    case msg2 := <-c2:
        fmt.Println("c2 received: ", msg2)
    }
}

1.3 select 随机性

之前学过 switch 的时候，知道了 switch 里的 case 是顺序执行的，但在 select 里却不是。

通过下面这个例子的执行结果就可以看出

image1

1.4 select 的超时

当 case 里的信道始终没有接收到数据时，而且也没有 default 语句时，select 整体就会阻塞，但是有时我们并不希望 select 一直阻塞下去，这时候就可以手动设置一个超时时间。

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func makeTimeout(ch chan bool, t int) {
    time.Sleep(time.Second * time.Duration(t))
    ch <- true
}

func main() {
    c1 := make(chan string, 1)
    c2 := make(chan string, 1)
    timeout := make(chan bool, 1)

    go makeTimeout(timeout, 2)

    select {
    case msg1 := <-c1:
        fmt.Println("c1 received: ", msg1)
    case msg2 := <-c2:
        fmt.Println("c2 received: ", msg2)
    case <-timeout:
        fmt.Println("Timeout, exit.")
    }
}

输出如下

Timeout, exit.

1.5 读取/写入都可以

上面例子里的 case，好像都只从信道中读取数据，但实际上，select 里的 case 表达式只要求你是对信道的操作即可，不管你是往信道写入数据，还是从信道读出数据。

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    c1 := make(chan int, 2)

    c1 <- 2
    select {
    case c1 <- 4:
        fmt.Println("c1 received: ", <-c1)
        fmt.Println("c1 received: ", <-c1)
    default:
        fmt.Println("channel blocking")
    }
}

输出如下

c1 received:  2
c1 received:  4

1.6 信道关闭也能命中

上面的例子基本都是信道有数据可读取、或者信道可写入数据。其实当一个信道被 close 后，select 也能命中。

举个例子

package main

import "fmt"

func main()  {
    c1 := make(chan int, 1)
    c2 := make(chan int, 1)
    close(c1)
    for {
        select {
        case <-c1:
            fmt.Println("stop");
                        return
        case <-c2:
            fmt.Println("hhh")

        }
    }
}

执行 go run main.go 后，会立马输出 stop

$ go run main.go
stop

1.7 总结一下

select 与 switch 原理很相似，但它的使用场景更特殊，学习了本篇文章，你需要知道如下几点区别：

  1. select 只能用于 channel 的操作(写入/读出/关闭)，而 switch 则更通用一些；
  2. select 的 case 是随机的，而 switch 里的 case 是顺序执行；
  3. select 要注意避免出现死锁，同时也可以自行实现超时机制；
  4. select 里没有类似 switch 里的 fallthrough 的用法；
  5. select 不能像 switch 一样接函数或其他表达式。
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