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go select编译期的优化处理逻辑使用场景分析

2021-08-11 01:14yuchenfw Golang

select 是 Go 中的一个控制结构，类似于用于通信的 switch 语句。每个 case 必须是一个通信操作，要么是发送要么是接收。接下来通过本文给大家介绍go select编译期的优化处理逻辑使用场景分析，感兴趣的朋友一起看看吧

前言

select作为Go chan通信的重要监听工具，有着很广泛的使用场景。select的使用主要是搭配通信case使用，表面上看，只是简单的select及case搭配，实际上根据case的数量及类型，在编译时select会进行优化处理，根据不同的情况调用不同的底层逻辑。

select的编译处理

select编译时的核心处理逻辑如下:

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func walkselectcases(cases *Nodes) []*Node {
    ncas := cases.Len()
    sellineno := lineno
 
    // optimization: zero-case select
    // 针对没有case的select优化
    if ncas == 0 {
        return []*Node{mkcall("block", nil, nil)}
    }
 
    // optimization: one-case select: single op.
    // 针对1个case（单个操作）select的优化
    if ncas == 1 {
        cas := cases.First()
        setlineno(cas)
        l := cas.Ninit.Slice()
        if cas.Left != nil { // not default: 非default case
            n := cas.Left // 获取case表达式
            l = append(l, n.Ninit.Slice()...)
            n.Ninit.Set(nil)
            switch n.Op {
            default:
                Fatalf("select %v", n.Op)
 
            case OSEND: // Left <- Right
                // already ok
                // n中已包含left/right
            
            case OSELRECV, OSELRECV2: // OSELRECV(Left = <-Right.Left) OSELRECV2(List = <-Right.Left)
                if n.Op == OSELRECV || n.List.Len() == 0 { // 左侧有0或1个接收者
                    if n.Left == nil { // 没有接收者
                        n = n.Right // 只需保留右侧
                    } else { //
                        n.Op = OAS // 只有一个接收者，更新Op为OAS
                    }
                    break
                }
 
                if n.Left == nil { // 检查是否表达式或赋值
                    nblank = typecheck(nblank, ctxExpr|ctxAssign)
                    n.Left = nblank
                }
 
                n.Op = OAS2 // OSELRECV2多个接收者
                n.List.Prepend(n.Left) // 将left放在前面
                n.Rlist.Set1(n.Right)
                n.Right = nil
                n.Left = nil
                n.SetTypecheck(0)
                n = typecheck(n, ctxStmt)
            }
 
            l = append(l, n)
        }
 
        l = append(l, cas.Nbody.Slice()...) // case内的处理
        l = append(l, nod(OBREAK, nil, nil)) // 添加break
        return l
    }
 
    // convert case value arguments to addresses.
    // this rewrite is used by both the general code and the next optimization.
    var dflt *Node
    for _, cas := range cases.Slice() {
        setlineno(cas)
        n := cas.Left
        if n == nil {
            dflt = cas
            continue
        }
        switch n.Op {
        case OSEND:
            n.Right = nod(OADDR, n.Right, nil)
            n.Right = typecheck(n.Right, ctxExpr)
 
        case OSELRECV, OSELRECV2:
            if n.Op == OSELRECV2 && n.List.Len() == 0 {
                n.Op = OSELRECV
            }
 
            if n.Left != nil {
                n.Left = nod(OADDR, n.Left, nil)
                n.Left = typecheck(n.Left, ctxExpr)
            }
        }
    }
 
    // optimization: two-case select but one is default: single non-blocking op.
    if ncas == 2 && dflt != nil {
        cas := cases.First()
        if cas == dflt {
            cas = cases.Second()
        }
 
        n := cas.Left
        setlineno(n)
        r := nod(OIF, nil, nil)
        r.Ninit.Set(cas.Ninit.Slice())
        switch n.Op {
        default:
            Fatalf("select %v", n.Op)
 
        case OSEND:
            // if selectnbsend(c, v) { body } else { default body }
            ch := n.Left
            r.Left = mkcall1(chanfn("selectnbsend", 2, ch.Type), types.Types[TBOOL], &r.Ninit, ch, n.Right)
 
        case OSELRECV:
            // if selectnbrecv(&v, c) { body } else { default body }
            ch := n.Right.Left
            elem := n.Left
            if elem == nil {
                elem = nodnil()
            }
            r.Left = mkcall1(chanfn("selectnbrecv", 2, ch.Type), types.Types[TBOOL], &r.Ninit, elem, ch)
 
        case OSELRECV2:
            // if selectnbrecv2(&v, &received, c) { body } else { default body }
            ch := n.Right.Left
            elem := n.Left
            if elem == nil {
                elem = nodnil()
            }
            receivedp := nod(OADDR, n.List.First(), nil)
            receivedp = typecheck(receivedp, ctxExpr)
            r.Left = mkcall1(chanfn("selectnbrecv2", 2, ch.Type), types.Types[TBOOL], &r.Ninit, elem, receivedp, ch)
        }
 
        r.Left = typecheck(r.Left, ctxExpr)
        r.Nbody.Set(cas.Nbody.Slice())
        r.Rlist.Set(append(dflt.Ninit.Slice(), dflt.Nbody.Slice()...))
        return []*Node{r, nod(OBREAK, nil, nil)}
    }
 
    if dflt != nil {
        ncas--
    }
    casorder := make([]*Node, ncas)
    nsends, nrecvs := 0, 0
 
    var init []*Node
 
    // generate sel-struct
    lineno = sellineno
    selv := temp(types.NewArray(scasetype(), int64(ncas)))
    r := nod(OAS, selv, nil)
    r = typecheck(r, ctxStmt)
    init = append(init, r)
 
    // No initialization for order; runtime.selectgo is responsible for that.
    order := temp(types.NewArray(types.Types[TUINT16], 2*int64(ncas)))
 
    var pc0, pcs *Node
    if flag_race {
        pcs = temp(types.NewArray(types.Types[TUINTPTR], int64(ncas)))
        pc0 = typecheck(nod(OADDR, nod(OINDEX, pcs, nodintconst(0)), nil), ctxExpr)
    } else {
        pc0 = nodnil()
    }
 
    // register cases
    for _, cas := range cases.Slice() {
        setlineno(cas)
 
        init = append(init, cas.Ninit.Slice()...)
        cas.Ninit.Set(nil)
 
        n := cas.Left
        if n == nil { // default:
            continue
        }
 
        var i int
        var c, elem *Node
        switch n.Op {
        default:
            Fatalf("select %v", n.Op)
        case OSEND:
            i = nsends
            nsends++
            c = n.Left
            elem = n.Right
        case OSELRECV, OSELRECV2:
            nrecvs++
            i = ncas - nrecvs
            c = n.Right.Left
            elem = n.Left
        }
 
        casorder[i] = cas
 
        setField := func(f string, val *Node) {
            r := nod(OAS, nodSym(ODOT, nod(OINDEX, selv, nodintconst(int64(i))), lookup(f)), val)
            r = typecheck(r, ctxStmt)
            init = append(init, r)
        }
 
        c = convnop(c, types.Types[TUNSAFEPTR])
        setField("c", c)
        if elem != nil {
            elem = convnop(elem, types.Types[TUNSAFEPTR])
            setField("elem", elem)
        }
 
        // TODO(mdempsky): There should be a cleaner way to
        // handle this.
        if flag_race {
            r = mkcall("selectsetpc", nil, nil, nod(OADDR, nod(OINDEX, pcs, nodintconst(int64(i))), nil))
            init = append(init, r)
        }
    }
    if nsends+nrecvs != ncas {
        Fatalf("walkselectcases: miscount: %v + %v != %v", nsends, nrecvs, ncas)
    }
 
    // run the select
    lineno = sellineno
    chosen := temp(types.Types[TINT])
    recvOK := temp(types.Types[TBOOL])
    r = nod(OAS2, nil, nil)
    r.List.Set2(chosen, recvOK)
    fn := syslook("selectgo")
    r.Rlist.Set1(mkcall1(fn, fn.Type.Results(), nil, bytePtrToIndex(selv, 0), bytePtrToIndex(order, 0), pc0, nodintconst(int64(nsends)), nodintconst(int64(nrecvs)), nodbool(dflt == nil)))
    r = typecheck(r, ctxStmt)
    init = append(init, r)
 
    // selv and order are no longer alive after selectgo.
    init = append(init, nod(OVARKILL, selv, nil))
    init = append(init, nod(OVARKILL, order, nil))
    if flag_race {
        init = append(init, nod(OVARKILL, pcs, nil))
    }
 
    // dispatch cases
    dispatch := func(cond, cas *Node) {
        cond = typecheck(cond, ctxExpr)
        cond = defaultlit(cond, nil)
 
        r := nod(OIF, cond, nil)
 
        if n := cas.Left; n != nil && n.Op == OSELRECV2 {
            x := nod(OAS, n.List.First(), recvOK)
            x = typecheck(x, ctxStmt)
            r.Nbody.Append(x)
        }
 
        r.Nbody.AppendNodes(&cas.Nbody)
        r.Nbody.Append(nod(OBREAK, nil, nil))
        init = append(init, r)
    }
 
    if dflt != nil {
        setlineno(dflt)
        dispatch(nod(OLT, chosen, nodintconst(0)), dflt)
    }
    for i, cas := range casorder {
        setlineno(cas)
        dispatch(nod(OEQ, chosen, nodintconst(int64(i))), cas)
    }
 
    return init
}

select编译时会根据case的数量进行优化：

1.没有case
直接调用block

2.1个case
(1)default case，直接执行body
(2) send/recv case (block为true)，按照单独执行的结果确认，可能会发生block
(3) send调用对应的chansend1
(4) recv调用对应的chanrecv1/chanrecv2

3.2个case且包含一个default case
(1) send/recv case (block为false)，按照单独执行的结果确认case是否ok，!ok则执行default case，不会发生block
(2) send调用对应的selectnbsend
(3) recv调用对应的selectnbrecv/selectnbrecv2

4.一般的case
selectgo

总结

最后，以一张图进行简单总结。

go select编译期的优化处理逻辑使用场景分析

以上就是go select编译期的优化处理逻辑使用场景分析的详细内容，更多关于go select编译的资料请关注服务器之家其它相关文章！

原文链接：https://blog.csdn.net/xz_studying/article/details/118280886

  • select
  • Go
  • 编译

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