Golang上下文Context的常見應(yīng)用場景
Context
// A Context carries a deadline, a cancellation signal, and other values across
// API boundaries.
// Context包含一個截止日期、一個取消信號和跨越API邊界的其他值。
// Context's methods may be called by multiple goroutines simultaneously.
// Context的方法可以被多個goroutine同時調(diào)用。
type Context interface {
// Deadline returns the time when work done on behalf of this context
// should be canceled. Deadline returns ok==false when no deadline is
// set. Successive calls to Deadline return the same results.
// Deadline返回在此context下做完工作應(yīng)該取消的時間。當(dāng)沒有設(shè)置截止日
// 期時,Deadline返回ok==false。連續(xù)調(diào)用Deadline返回相同的結(jié)果。
Deadline() (deadline time.Time, ok bool)
// Done返回一個通道,當(dāng)在該上下文所做的工作應(yīng)該取消時,該通道關(guān)閉。如果這
// 個上下文永遠(yuǎn)不能取消,Done可能返回nil。對Done的連續(xù)調(diào)用返回相同的值。
// Done通道的關(guān)閉可以在cancel函數(shù)返回之后異步發(fā)生
// WithCancel安排Done在cancel被調(diào)用時關(guān)閉;WithDeadline安排Done在截止
// 日期到期時關(guān)閉;WithTimeout設(shè)置Done在超時后關(guān)閉。
// Done提供給select語句使用:
// // Stream generates values with DoSomething and sends them to out
// // until DoSomething returns an error or ctx.Done is closed.
// func Stream(ctx context.Context, out chan<- Value) error {
// for {
// v, err := DoSomething(ctx)
// if err != nil {
// return err
// }
// select {
// case <-ctx.Done():
// return ctx.Err()
// case out <- v:
// }
// }
// }
//
// See https://blog.golang.org/pipelines for more examples of how to use
// a Done channel for cancellation.
Done() <-chan struct{}
// If Done is not yet closed, Err returns nil.
// If Done is closed, Err returns a non-nil error explaining why:
// Canceled if the context was canceled
// or DeadlineExceeded if the context's deadline passed.
// After Err returns a non-nil error, successive calls to Err return the same error.
Err() error
// Value返回與上下文相關(guān)的key的值,如果沒有與key相關(guān)的值則返回nil。連
// 續(xù)調(diào)用具有相同鍵的Value返回相同的結(jié)果。
// 僅對傳輸?shù)竭M(jìn)程和API邊界的請求范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)使用上下文值,而不是將可選參
// 數(shù)傳遞給函數(shù)。
// key 標(biāo)識上下文中的特定值。希望在Context中存儲值的函數(shù)通常在全局變量
// 中分配一個鍵,可以使用該鍵作為context.WithValue和
// Context.Value的參數(shù)。 key 可以是支持相等的任何類型;包應(yīng)該將key 定義
// 為未導(dǎo)出的類型,以避免沖突。
// 定義Context 鍵的包應(yīng)該為使用該鍵存儲的值提供類型安全的訪問器:
// // Package user defines a User type that's stored in Contexts.
// package user
//
// import "context"
//
// // User is the type of value stored in the Contexts.
// type User struct {...}
//
// // key is an unexported type for keys defined in this package.
// // This prevents collisions with keys defined in other packages.
// type key int
//
// // userKey is the key for user.User values in Contexts. It is
// // unexported; clients use user.NewContext and user.FromContext
// // instead of using this key directly.
// var userKey key
//
// // NewContext returns a new Context that carries value u.
// func NewContext(ctx context.Context, u *User) context.Context {
// return context.WithValue(ctx, userKey, u)
// }
//
// // FromContext returns the User value stored in ctx, if any.
// func FromContext(ctx context.Context) (*User, bool) {
// u, ok := ctx.Value(userKey).(*User)
// return u, ok
// }
Value(key any) any
}
類型
emptyCtx
// emptyCtx永遠(yuǎn)不會取消,沒有值,也沒有截止日期。它不是struct{},因為這
// 種類型的變量必須有不同的地址。
type emptyCtx int
func (*emptyCtx) Deadline() (deadline time.Time, ok bool) {
return
}
func (*emptyCtx) Done() <-chan struct{} {
return nil
}
func (*emptyCtx) Err() error {
return nil
}
func (*emptyCtx) Value(key any) any {
return nil
}
func (e *emptyCtx) String() string {
switch e {
case background:
return "context.Background"
case todo:
return "context.TODO"
}
return "unknown empty Context"
}
cancelCtx
// cancelCtx可以被取消。當(dāng)取消時,它還取消實現(xiàn)canceler的所有子對象。
type cancelCtx struct {
Context
mu sync.Mutex // protects following fields
done atomic.Value // of chan struct{}, created lazily, closed by first cancel call
children map[canceler]struct{} // set to nil by the first cancel call
err error // set to non-nil by the first cancel call
cause error // set to non-nil by the first cancel call
}
canceler接口
// A canceler is a context type that can be canceled directly. The
// implementations are *cancelCtx and *timerCtx.
type canceler interface {
cancel(removeFromParent bool, err, cause error)
Done() <-chan struct{}
}
timerCtx
// A timerCtx carries a timer and a deadline. It embeds a cancelCtx to
// implement Done and Err. It implements cancel by stopping its timer then
// delegating to cancelCtx.cancel.
type timerCtx struct {
*cancelCtx
timer *time.Timer // Under cancelCtx.mu.
deadline time.Time
}
func (c *timerCtx) Deadline() (deadline time.Time, ok bool) {
return c.deadline, true
}
func (c *timerCtx) String() string {
return contextName(c.cancelCtx.Context) + ".WithDeadline(" +
c.deadline.String() + " [" +
time.Until(c.deadline).String() + "])"
}
func (c *timerCtx) cancel(removeFromParent bool, err, cause error) {
c.cancelCtx.cancel(false, err, cause)
if removeFromParent {
// Remove this timerCtx from its parent cancelCtx's children.
removeChild(c.cancelCtx.Context, c)
}
c.mu.Lock()
if c.timer != nil {
c.timer.Stop()
c.timer = nil
}
c.mu.Unlock()
}
valueCtx
// A valueCtx carries a key-value pair. It implements Value for that key and
// delegates all other calls to the embedded Context.
type valueCtx struct {
Context
key, val any
}
func (c *valueCtx) String() string {
return contextName(c.Context) + ".WithValue(type " +
reflectlite.TypeOf(c.key).String() +
", val " + stringify(c.val) + ")"
}
func (c *valueCtx) Value(key any) any {
if c.key == key {
return c.val
}
return value(c.Context, key)
}
函數(shù)
默認(rèn)上下文
context 包中最常用的方法還是 context.Background、context.TODO,這兩個方法都會返回預(yù)先初始化好的私有變量 background 和 todo,它們會在同一個 Go 程序中被復(fù)用:
Background()
// Background返回一個非nil的空Context。它永遠(yuǎn)不會被取消,沒有values,也沒 // 有最后期限。它通常由main函數(shù)、初始化和測試使用,并作為傳入請求的頂級上下文。 func Background() Context
TODO()
// TODO返回一個非nil的空Context。代碼應(yīng)該使用context.TODO,當(dāng)不清楚要使用哪個 // 上下文或它還不可用時(因為周圍的函數(shù)還沒有擴(kuò)展到接受上下文參數(shù))。 func TODO() Context

Context 層級關(guān)系
我們可以通過一個代碼片段了解 context.Context 是如何對信號進(jìn)行同步的。在這段代碼中,我們創(chuàng)建了一個過期時間為 1s 的上下文,并向上下文傳入 handle 函數(shù),該方法會使用 500ms 的時間處理傳入的請求:
func main() {
ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 1*time.Second)
defer cancel()
go handle(ctx, 500*time.Millisecond)
select {
case <-ctx.Done():
fmt.Println("main", ctx.Err())
}
}
func handle(ctx context.Context, duration time.Duration) {
select {
case <-ctx.Done():
fmt.Println("handle", ctx.Err())
case <-time.After(duration):
fmt.Println("process request with", duration)
}
}
因為過期時間大于處理時間,所以我們有足夠的時間處理該請求,運(yùn)行上述代碼會打印出下面的內(nèi)容:
$ go run context.go
process request with 500ms
main context deadline exceeded
handle 函數(shù)沒有進(jìn)入超時的 select 分支,但是 main 函數(shù)的 select 卻會等待 context.Context 超時并打印出main context deadline exceeded。
如果我們將處理請求時間增加至 1500ms,整個程序都會因為上下文的過期而被中止,:
$ go run context.go
main context deadline exceeded
handle context deadline exceeded
相信這兩個例子能夠幫助各位讀者理解 context.Context 的使用方法和設(shè)計原理 — 多個 Goroutine 同時訂閱 ctx.Done() 管道中的消息,一旦接收到取消信號就立刻停止當(dāng)前正在執(zhí)行的工作。
取消信號
context.WithCancel 函數(shù)能夠從 context.Context 中衍生出一個新的子上下文并返回用于取消該上下文的函數(shù)。一旦我們執(zhí)行返回的取消函數(shù),當(dāng)前上下文以及它的子上下文都會被取消,所有的 Goroutine 都會同步收到這一取消信號。

WithCancel()
// WithCancel返回父對象的副本, 帶有一個新的Done通道。當(dāng)返回的cancel函數(shù)被調(diào) // 用或父上下文的Done通道被關(guān)閉時,返回上下文的Done通道被關(guān)閉,以先發(fā)生的 // 情況為準(zhǔn)。 // 取消此上下文將釋放與之關(guān)聯(lián)的資源,因此代碼應(yīng)該在此上下文中運(yùn)行的操作完 // 成后立即調(diào)用cancel。 func WithCancel(parent Context) (ctx Context, cancel CancelFunc)
除了 context.WithCancel 之外,context 包中的另外兩個函數(shù) context.WithDeadline 和 context.WithTimeout 也都能創(chuàng)建可以被取消的計時器上下文 context.timerCtx:
context.propagateCancel 的作用是在 parent 和 child 之間同步取消和結(jié)束的信號,保證在 parent 被取消時,child 也會收到對應(yīng)的信號,不會出現(xiàn)狀態(tài)不一致的情況。
除了 context.WithCancel 之外,context 包中的另外兩個函數(shù) context.WithDeadline 和 context.WithTimeout 也都能創(chuàng)建可以被取消的計時器上下文 context.timerCtx:
WithTimeout()
// WithTimeout returns WithDeadline(parent, time.Now().Add(timeout))
// 取消此上下文將釋放與之相關(guān)的資源,因此代碼應(yīng)該在此上下文中運(yùn)行的操作完
// 成后立即調(diào)用cancel:
// func slowOperationWithTimeout(ctx context.Context) (Result, error) {
// ctx, cancel := context.WithTimeout(ctx, 100*time.Millisecond)
// defer cancel() // releases resources if slowOperation completes before timeout elapses
// return slowOperation(ctx)
// }
func WithTimeout(parent Context, timeout time.Duration) (Context, CancelFunc)
WithDeadline()
// WithDeadline返回父上下文的副本,其截止日期調(diào)整為不晚于d。如果父上下文 // 的截止日期已經(jīng)早于d, WithDeadline(parent, d)在語義上等同于父上下 // 文。返回的上下文的Done通道在截止日期到期、返回的cancel函數(shù)被調(diào)用或父上下 // 文的Done通道被關(guān)閉時關(guān)閉,以先發(fā)生者為準(zhǔn)。 // 取消此上下文將釋放與之關(guān)聯(lián)的資源,因此代碼應(yīng)該在此上下文中運(yùn)行的操作完成 // 后立即調(diào)用cancel。 func WithDeadline(parent Context, d time.Time) (Context, CancelFunc)
傳值方法
在最后我們需要了解如何使用上下文傳值,context 包中的 context.WithValue 能從父上下文中創(chuàng)建一個子上下文,傳值的子上下文使用 context.valueCtx 類型:
WithValue()
// WithValue returns a copy of parent in which the value associated with key is
// val.
// Use context Values only for request-scoped data that transits processes and
// APIs, not for passing optional parameters to functions.
// 提供的鍵必須具有可比性,并且不應(yīng)該是字符串類型或任何其他內(nèi)置類型,以避免
// 使用上下文的包之間發(fā)生沖突。WithValue的用戶應(yīng)該為鍵定義自己的類型。為
// 了避免在分配interface{}時分配,上下文鍵通常有具體的struct{}?;蛘?,導(dǎo)出的
// 上下文關(guān)鍵變量的靜態(tài)類型應(yīng)該是指針或接口。
func WithValue(parent Context, key, val any) Context
到此這篇關(guān)于Golang上下文Context的常見應(yīng)用場景的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Golang Context內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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