golang context机制

发布于 1月2日  约 11 分钟

什么是Context

Context通常被译作上下文,是一个比较抽象的概念。一般理解为程序单元的一个运行状态、现场、快照,而翻译中上下文又很好地诠释了其本质。

每个Goroutine在执行前,都要先知道程序当前的执行状态,通常将这些执行状态封装在一个Context变量中,传递给要执行的Goroutine中。上下文则几乎已经成为传递与请求同生存周期变量的标准方法。在网络变成下,当接收到一个网络请求Request,处理Request时,我们可能需要开启不同的Goroutine来获取数据和执行程序逻辑,即一个请求Request,会在多个Goroutine中处理。而这些Goroutine可能需要共享Request的一些信息;同时当Request被取消或者超时的时候,所有从这个Request创建的所有Goroutine也应该被结束。

context包

Go的标准库[golang.org/x/net/context]

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

context的底层结构

type Context interface {
    Deadline() (deadline time.Time, ok bool)
    Done() <-chan struct{}
    Err() error
    Value(key interface{}) interface{}
}
  • 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被取消或者超时的时候返回一个close的channel,告诉给context相关的函数要停止当前工作,然后返回了
  • Value context实现共享数据存储的地方,是协程安全的

库里提供了4个Context实现

# 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
type emptyCtx int 

# 继承自Context,同时也实现了canceler接口
type cancelCtx struct {
    Context
    mu    sync.Mutex
    done chan struct{}
    
    children map[canceler]struct{}
    err error
 }
 
 # 继承自**cancelCtx**,增加了timeout机制 
 type timerCtx struct {  
    cancelCtx  
    timer \*time.Timer // Under cancelCtx.mu.  
    deadline time.Time  
} 

# 存储键值对的数据
type valueCtx struct {  
    Context  
    key, val interface{}  
}

context的创建

为了更方便的创建Context,包里面定义了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。

context实战

  • WidhCancel

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 
  • 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.WidhDeadline(context.Background(), time.Now().Add(10))
    ctx, cancel := contet.WidhTimeout(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 
  • WidthValue

实现源码:

func WidhValue(parent Context, key, value interface{}) Context {
    if key == nil {
        panic("nil key")
    }
    if !reflect.TypeOf(key).Comparable() { //必须是可比较类型
        panic("key is not comparable")
    }
    return &valueCtx{parent, key, value}
}

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 

参考

https://blog.csdn.net/u011957...
https://www.cnblogs.com/zhang...
阅读 838发布于 1月2日

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