详解Golang的context

下面由golang教程栏目给大家详解Golang的context，希望对需要的朋友有所帮助！

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前言

是的，今天本来还想出去玩的。买了动车票，然后又睡过头了。。没办法，可能是天意，只好总结一下golang的context，希望能与context之间做一个了断。

公司里头大家写各种服务，必须需要将Context作为第一个参数，刚开始以为主要用于全链路排查跟踪。但是随着接触多了，原来不止于此。

正文1.context详解1.1 产生背景

在go的1.7之前，context还是非编制的(包golang.org/x/net/context中)，golang团队发现context这个东西还挺好用的，很多地方也都用到了，就把它收编了，1.7版本正式进入标准库。

context常用的使用姿势：
1.web编程中，一个请求对应多个goroutine之间的数据交互
2.超时控制
3.上下文控制

1.2 context的底层结构

type Context interface {
    Deadline() (deadline time.Time, ok bool)
    Done() <-chan struct{}
    Err() error
    Value(key interface{}) interface{}
}

这个就是Context的底层数据结构，来分析下：

字段含义Deadline返回一个time.Time，表示当前Context应该结束的时间，ok则表示有结束时间Done当Context被取消或者超时时候返回的一个close的channel，告诉给context相关的函数要停止当前工作然后返回了。(这个有点像全局广播)Errcontext被取消的原因Valuecontext实现共享数据存储的地方，是协程安全的（还记得之前有说过map是不安全的？所以遇到map的结构,如果不是sync.Map,需要加锁来进行操作）

同时包中也定义了提供cancel功能需要实现的接口。这个主要是后文会提到的“取消信号、超时信号”需要去实现。

// A canceler is a context type that can be canceled directly. The
// implementations are *cancelCtx and *timerCtx.
type canceler interface {
	cancel(removeFromParent bool, err error)
	Done() <-chan struct{}
}

那么库里头提供了4个Context实现，来供大家玩耍

实现结构体作用emptyCtxtype emptyCtx int完全空的Context，实现的函数也都是返回nil，仅仅只是实现了Context的接口cancelCtxtype cancelCtx struct {
Context
mu sync.Mutex
done chan struct{}

children map[canceler]struct{}
err error
}继承自Context，同时也实现了canceler接口timerCtxtype timerCtx struct {
cancelCtx
timer *time.Timer // Under cancelCtx.mu.
deadline time.Time
}
继承自cancelCtx，增加了timeout机制valueCtxtype valueCtx struct {
Context
key, val interface{}
}存储键值对的数据1.3 context的创建

为了更方便的创建Context，包里头定义了Background来作为所有Context的根，它是一个emptyCtx的实例。

var (
    background = new(emptyCtx)
    todo       = new(emptyCtx) // 
)

func Background() Context {
    return background
}

你可以认为所有的Context是树的结构，Background是树的根，当任一Context被取消的时候，那么继承它的Context 都将被回收。

2.context实战应用2.1 WithCancel

实现源码：

func WithCancel(parent Context) (ctx Context, cancel CancelFunc) {
	c := newCancelCtx(parent)
	propagateCancel(parent, &c)
	return &c, func() { c.cancel(true, Canceled) }
}

实战场景：
执行一段代码，控制执行到某个度的时候，整个程序结束。

吃汉堡比赛，奥特曼每秒吃0-5个，计算吃到10的用时
实战代码：

func main() {
	ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
	eatNum := chiHanBao(ctx)
	for n := range eatNum {
		if n >= 10 {
			cancel()
			break
		}
	}

	fmt.Println("正在统计结果。。。")
	time.Sleep(1 * time.Second)
}

func chiHanBao(ctx context.Context) <-chan int {
	c := make(chan int)
	// 个数
	n := 0
	// 时间
	t := 0
	go func() {
		for {
			//time.Sleep(time.Second)
			select {
			case <-ctx.Done():
				fmt.Printf("耗时 %d 秒，吃了 %d 个汉堡 \\n", t, n)
				return
			case c <- n:
				incr := rand.Intn(5)
				n += incr
				if n >= 10 {
					n = 10
				}
				t++
				fmt.Printf("我吃了 %d 个汉堡\\n", n)
			}
		}
	}()

	return c
}

输出：

我吃了 1 个汉堡
我吃了 3 个汉堡
我吃了 5 个汉堡
我吃了 9 个汉堡
我吃了 10 个汉堡
正在统计结果。。。
耗时 6 秒，吃了 10 个汉堡

2.2 WithDeadline & WithTimeout

实现源码：

func WithDeadline(parent Context, d time.Time) (Context, CancelFunc) {
	if cur, ok := parent.Deadline(); ok && cur.Before(d) {
		// The current deadline is already sooner than the new one.
		return WithCancel(parent)
	}
	c := &timerCtx{
		cancelCtx: newCancelCtx(parent),
		deadline:  d,
	}
	propagateCancel(parent, c)
	dur := time.Until(d)
	if dur <= 0 {
		c.cancel(true, DeadlineExceeded) // deadline has already passed
		return c, func() { c.cancel(true, Canceled) }
	}
	c.mu.Lock()
	defer c.mu.Unlock()
	if c.err == nil {
		c.timer = time.AfterFunc(dur, func() {
			c.cancel(true, DeadlineExceeded)
		})
	}
	return c, func() { c.cancel(true, Canceled) }
}

func WithTimeout(parent Context, timeout time.Duration) (Context, CancelFunc) {
	return WithDeadline(parent, time.Now().Add(timeout))
}

实战场景：
执行一段代码，控制执行到某个时间的时候，整个程序结束。

吃汉堡比赛，奥特曼每秒吃0-5个，用时10秒，可以吃多少个
实战代码：

func main() {
    // ctx, cancel := context.WithDeadline(context.Background(), time.Now().Add(10))
	ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 10*time.Second)
	chiHanBao(ctx)
	defer cancel()
}

func chiHanBao(ctx context.Context) {
	n := 0
	for {
		select {
		case <-ctx.Done():
			fmt.Println("stop \\n")
			return
		default:
			incr := rand.Intn(5)
			n += incr
			fmt.Printf("我吃了 %d 个汉堡\\n", n)
		}
		time.Sleep(time.Second)
	}
}

输出：

我吃了 1 个汉堡
我吃了 3 个汉堡
我吃了 5 个汉堡
我吃了 9 个汉堡
我吃了 10 个汉堡
我吃了 13 个汉堡
我吃了 13 个汉堡
我吃了 13 个汉堡
我吃了 14 个汉堡
我吃了 14 个汉堡
stop

2.3 WithValue

实现源码：

func WithValue(parent Context, key, val interface{}) Context {
	if key == nil {
		panic("nil key")
	}
	if !reflect.TypeOf(key).Comparable() {
		panic("key is not comparable")
	}
	return &valueCtx{parent, key, val}
}

实战场景：
携带关键信息，为全链路提供线索，比如接入elk等系统，需要来一个trace_id，那WithValue就非常适合做这个事。
实战代码：

func main() {
	ctx := context.WithValue(context.Background(), "trace_id", "88888888")
	// 携带session到后面的程序中去
	ctx = context.WithValue(ctx, "session", 1)

	process(ctx)
}

func process(ctx context.Context) {
	session, ok := ctx.Value("session").(int)
	fmt.Println(ok)
	if !ok {
		fmt.Println("something wrong")
		return
	}

	if session != 1 {
		fmt.Println("session 未通过")
		return
	}

	traceID := ctx.Value("trace_id").(string)
	fmt.Println("traceID:", traceID, "-session:", session)
}

输出：

traceID: 88888888 -session: 1

3.context建议

不多就一个。

Context要是全链路函数的第一个参数。

func myTest(ctx context.Context)  {
    ...
}

（写好了竟然忘记发送了。。。汗）

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