提升Golang應(yīng)用性能:深入理解Context的應(yīng)用
Context本質(zhì)
golang標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)里Context實(shí)際上是一個(gè)接口(即一種編程規(guī)范、 一種約定)。
type Context interface { Deadline() (deadline time.Time, ok bool) Done() <-chan struct{} Err() error Value(key any) any }
通過(guò)查看源碼里的注釋,我們得到如下約定:
- Done()函數(shù)返回一個(gè)只讀管道,且管道里不存放任何元素(struct{}),所以用這個(gè)管道就是為了實(shí)現(xiàn)阻塞
- Deadline()用來(lái)記錄到期時(shí)間,以及是否到期。
- Err()用來(lái)記錄Done()管道關(guān)閉的原因,比如可能是因?yàn)槌瑫r(shí),也可能是因?yàn)楸粡?qiáng)行Cancel了。
- Value()用來(lái)返回key對(duì)應(yīng)的value,你可以想像成Context內(nèi)部維護(hù)了一個(gè)map。
Context實(shí)現(xiàn)
go源碼里提供了Context接口的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn),遺憾的是它只是一個(gè)空的Context,什么也沒做。
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 }
emptyCtx以小寫開頭,包外不可見,所以golang又提供了Background和TODO這2個(gè)函數(shù)讓我們能獲取到emptyCtx。
var ( background = new(emptyCtx) todo = new(emptyCtx) ) func Background() Context { return background } func TODO() Context { return todo }
backgroud和todo明明是一模一樣的東西,就是emptyCtx,為什么要搞2個(gè)呢?真心求教,知道的同學(xué)請(qǐng)?jiān)谠u(píng)論區(qū)告訴我。
emptyCtx有什么用?創(chuàng)建Context時(shí)通常需要傳遞一個(gè)父Context,emptyCtx用來(lái)充當(dāng)最初的那個(gè)Root Context。
With Value
當(dāng)業(yè)務(wù)邏輯比較復(fù)雜,函數(shù)調(diào)用鏈很長(zhǎng)時(shí),參數(shù)傳遞會(huì)很復(fù)雜,如下圖:
f1產(chǎn)生的參數(shù)b要傳給f2,雖然f2并不需要參數(shù)b,但f3需要,所以b還是得往后傳。
如果把每一步產(chǎn)生的新變量都放到Context這個(gè)大容器里,函數(shù)之間只傳遞Context,需要什么變量時(shí)直接從Context里取,如下圖:
f2能從context里取到a和b,f4能從context里取到a、b、c、d。
package main import ( "context" "fmt" ) func step1(ctx context.Context) context.Context { //根據(jù)父context創(chuàng)建子context,創(chuàng)建context時(shí)允許設(shè)置一個(gè)<key,value>對(duì),key和value可以是任意數(shù)據(jù)類型 child := context.WithValue(ctx, "name", "大臉貓") return child } func step2(ctx context.Context) context.Context { fmt.Printf("name %s\n", ctx.Value("name")) //子context繼承了父context里的所有key value child := context.WithValue(ctx, "age", 18) return child } func step3(ctx context.Context) { fmt.Printf("name %s\n", ctx.Value("name")) //取出key對(duì)應(yīng)的value fmt.Printf("age %d\n", ctx.Value("age")) } func main1() { grandpa := context.Background() //空context father := step1(grandpa) //father里有一對(duì)<key,value> grandson := step2(father) //grandson里有兩對(duì)<key,value> step3(grandson) }
Timeout
在視頻 https://www.bilibili.com/video/BV1C14y127sv/ 里介紹了超時(shí)實(shí)現(xiàn)的核心原理,視頻中演示的done管道可以用Context的Done()來(lái)替代,Context的Done()管道什么時(shí)候會(huì)被關(guān)系呢?2種情況:
1. 通過(guò)context.WithCancel創(chuàng)建一個(gè)context,調(diào)用cancel()時(shí)會(huì)關(guān)閉context.Done()管道。
func f1() { ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background()) go func() { time.Sleep(100 * time.Millisecond) cancel() //調(diào)用cancel,觸發(fā)Done }() select { case <-time.After(300 * time.Millisecond): fmt.Println("未超時(shí)") case <-ctx.Done(): //ctx.Done()是一個(gè)管道,調(diào)用了cancel()都會(huì)關(guān)閉這個(gè)管道,然后讀操作就會(huì)立即返回 err := ctx.Err() //如果發(fā)生Done(管道被關(guān)閉),Err返回Done的原因,可能是被Cancel了,也可能是超時(shí)了 fmt.Println("超時(shí):", err) //context canceled } }
2. 通過(guò)context.WithTimeout創(chuàng)建一個(gè)context,當(dāng)超過(guò)指定的時(shí)間或者調(diào)用cancel()時(shí)會(huì)關(guān)閉context.Done()管道。
func f2() { ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Millisecond*100) //超時(shí)后會(huì)自動(dòng)調(diào)用context的Deadline,Deadline會(huì),觸發(fā)Done defer cancel() select { case <-time.After(300 * time.Millisecond): fmt.Println("未超時(shí)") case <-ctx.Done(): //ctx.Done()是一個(gè)管道,context超時(shí)或者調(diào)用了cancel()都會(huì)關(guān)閉這個(gè)管道,然后讀操作就會(huì)立即返回 err := ctx.Err() //如果發(fā)生Done(管道被關(guān)閉),Err返回Done的原因,可能是被Cancel了,也可能是超時(shí)了 fmt.Println("超時(shí):", err) //context deadline exceeded } }
Timeout的繼承問(wèn)題
通過(guò)context.WithTimeout創(chuàng)建的Context,其壽命不會(huì)超過(guò)父Context的壽命。比如:
- 父Context設(shè)置了10號(hào)到期,5號(hào)誕生了子Context,子Context設(shè)置了100天后到期,則實(shí)際上10號(hào)的時(shí)候子Context也會(huì)到期。
- 父Context設(shè)置了10號(hào)到期,5號(hào)誕生了子Context,子Context設(shè)置了1天后到期,則實(shí)際上6號(hào)的時(shí)候子Context就會(huì)到期。
func inherit_timeout() { parent, cancel1 := context.WithTimeout(context.Background(), time.Millisecond*1000) //parent設(shè)置100ms超時(shí) t0 := time.Now() defer cancel1() time.Sleep(500 * time.Millisecond) //消耗掉500ms // child, cancel2 := context.WithTimeout(parent, time.Millisecond*1000) //parent還剩500ms,child設(shè)置了1000ms之后到期,child.Done()管道的關(guān)閉時(shí)刻以較早的為準(zhǔn),即500ms后到期 child, cancel2 := context.WithTimeout(parent, time.Millisecond*100) //parent還剩500ms,child設(shè)置了100ms之后到期,child.Done()管道的關(guān)閉時(shí)刻以較早的為準(zhǔn),即100ms后到期 t1 := time.Now() defer cancel2() select { case <-child.Done(): t2 := time.Now() fmt.Println(t2.Sub(t0).Milliseconds(), t2.Sub(t1).Milliseconds()) fmt.Println(child.Err()) //context deadline exceeded } }
context超時(shí)在http請(qǐng)求中的實(shí)際應(yīng)用
定心丸來(lái)了,最后說(shuō)一遍:”context在實(shí)踐中真的很有用“
客戶端發(fā)起http請(qǐng)求時(shí)設(shè)置了一個(gè)2秒的超時(shí)時(shí)間:
package main import ( "fmt" "io/ioutil" "net/http" "time" ) func main() { client := http.Client{ Timeout: 2 * time.Second, //小于10秒,導(dǎo)致請(qǐng)求超時(shí),會(huì)觸發(fā)Server端的http.Request.Context的Done } if resp, err := client.Get("http://127.0.0.1:5678/"); err == nil { defer resp.Body.Close() fmt.Println(resp.StatusCode) if bs, err := ioutil.ReadAll(resp.Body); err == nil { fmt.Println(string(bs)) } } else { fmt.Println(err) //Get "http://127.0.0.1:5678/": context deadline exceeded (Client.Timeout exceeded while awaiting headers) } }
服務(wù)端從Request里取提context,故意休息10秒鐘,同時(shí)監(jiān)聽context.Done()管道有沒有關(guān)閉。由于Request的context是2秒超時(shí),所以服務(wù)端還沒休息夠context.Done()管道就關(guān)閉了。
package main import ( "fmt" "net/http" "time" ) func welcome(w http.ResponseWriter, req *http.Request) { ctx := req.Context() //取得request的context select { case <-time.After(10 * time.Second): //故意慢一點(diǎn),10秒后才返回結(jié)果 fmt.Fprintf(w, "welcome") case <-ctx.Done(): //超時(shí)后client會(huì)撤銷請(qǐng)求,觸發(fā)ctx.cancel(),從而關(guān)閉Done()管道 err := ctx.Err() //如果發(fā)生Done(管道被關(guān)閉),Err返回Done的原因,可能是被Cancel了,也可能是超時(shí)了 fmt.Println("server:", err) //context canceled } } func main() { http.HandleFunc("/", welcome) http.ListenAndServe(":5678", nil) }
本文深入探討了Go語(yǔ)言中Context的應(yīng)用,以提升應(yīng)用性能。我們首先介紹了Context的基本概念和用法,包括創(chuàng)建和傳遞Context、超時(shí)和取消機(jī)制等。然后,我們討論了如何正確使用Context,避免誤用和濫用。接著,我們探討了如何利用Context優(yōu)化并發(fā)和并行操作,以及處理請(qǐng)求鏈中的多個(gè)Context。通過(guò)深入理解和正確應(yīng)用Context,開發(fā)者可以更好地管理資源、控制并發(fā)和處理請(qǐng)求鏈,從而提升應(yīng)用的性能和可靠性。建議開發(fā)者在開發(fā)Golang應(yīng)用時(shí)充分利用Context,并遵循本文提供的最佳實(shí)踐,以獲得更好的應(yīng)用性能和用戶體驗(yàn)。
到此這篇關(guān)于提升Golang應(yīng)用性能:深入理解Context的應(yīng)用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)golang Context應(yīng)用舉例內(nèi)容請(qǐng)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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