本文将围绕Go语言中 select 语句的一种特殊行为展开讨论,即在某些情况下,select 语句中的某些 case 分支可能由于调度问题而长时间无法被执行,导致所谓的“饥饿”现象。我们将通过一个定时器示例来具体分析这个问题,并提供相应的解决方案。
问题分析:Busy Loop 与 Goroutine 调度
考虑以下代码片段,该代码使用 time.Ticker 创建一个定时器,并在一个无限循环中使用 select 语句来监听定时器的 channel:
package main import ( "fmt" "time" "runtime" ) func main() { rt := time.NewTicker(time.Second / 60) defer rt.Stop() // 确保程序退出时停止 ticker for { select { case <-rt.C: fmt.Println("time") default: //runtime.Gosched() // 取消注释此行以解决问题 } //time.Sleep(time.Millisecond) // 添加 sleep 也能解决问题 } }
这段代码的本意是每隔 1/60 秒打印一次 “time”。然而,实际运行中,你可能会发现 “time” 很少甚至从未被打印出来。这是因为 for 循环形成了一个 busy loop,select 语句几乎总是立即进入 default 分支。
Go 语言的调度器是协作式的,这意味着 goroutine 需要主动让出 CPU 才能让其他 goroutine 运行。在上述代码中,for 循环一直在快速执行,没有给 time.Ticker 所在的 goroutine 任何机会发送数据到 channel rt.C。因此,select 语句总是进入 default 分支。
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即使 default 分支中包含一些计算密集型的代码,只要这些代码没有调用任何会触发调度器的函数(例如 I/O 操作),问题仍然存在。
解决方案:强制调度
解决这个问题的方法是让 busy loop 中的 goroutine 主动让出 CPU,从而给其他 goroutine 运行的机会。Go 语言提供了 runtime.Gosched() 函数来实现这一点。将 runtime.Gosched() 添加到 default 分支中,可以强制调度器运行:
package main import ( "fmt" "time" "runtime" ) func main() { rt := time.NewTicker(time.Second / 60) defer rt.Stop() for { select { case <-rt.C: fmt.Println("time") default: runtime.Gosched() // 强制调度 } } }
另一种更简单有效的方法是使用 time.Sleep 函数,即使是很短的睡眠时间,也能让当前 goroutine 暂停执行,从而让其他 goroutine 获得运行机会:
package main import ( "fmt" "time" ) func main() { rt := time.NewTicker(time.Second / 60) defer rt.Stop() for { select { case <-rt.C: fmt.Println("time") default: //runtime.Gosched() } time.Sleep(time.Millisecond) // 睡眠一毫秒 } }
SDL 应用中的潜在影响
在 SDL 应用中,这种 “饥饿” 现象可能导致画面无法渲染,或者渲染频率过低。这是因为 SDL 的事件循环通常也使用 select 语句来处理事件和定时器。如果事件循环形成 busy loop,渲染函数所在的 goroutine 可能无法及时获得执行机会。
因此,在编写 SDL 应用时,需要特别注意避免 busy loop,并确保事件循环能够及时处理定时器事件,或者使用 runtime.Gosched() 或 time.Sleep() 来强制调度。
总结
Go 语言的 select 语句在处理 channel 时,需要注意 busy loop 可能导致的“饥饿”现象。为了避免这种情况,可以使用 runtime.Gosched() 或 time.Sleep() 来强制调度,确保所有 goroutine 都能获得公平的运行机会。在编写并发程序时,理解和避免 busy loop 是至关重要的。