02. 上下文-context

2.1 什么是context

Context是由Golang官方开发的并发控制包,一方面可以用于当请求超时或者被取消时,通知goroutine停止工作,另一方面可以用于在goroutine之间传递请求范围内的值。

2.2 为什么需要context

在并发编程中,通常会启动多个goroutine来处理任务,这些goroutine可能需要共享一些状态信息或者需要在某些条件下停止工作。Context提供了一种机制,可以让我们在不同的goroutine之间传递取消信号和共享状态信息,从而更好地管理并发任务。

2.3 context的使用场景

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func main() {
ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 3 * time.Second)
defer cancel()
go SlowOperation(ctx)
go func() {
for {
time.Sleep(300 * time.Millisecond)
fmt.Println("goroutine:", runtime.NumGoroutine())
}
}()
time.Sleep(4 * time.Second)

}

func SlowOperation(ctx context.Context) {
done := make(chan int, 1)
go func() { // 模拟慢操作
dur := time.Duration(rand.Intn(5)+1) * time.Second
time.Sleep(dur)
done <- 1
}()

select {
case <-ctx.Done():
fmt.Println("SlowOperation timeout:", ctx.Err())
case <-done:
fmt.Println("Complete work")
}
}

上面代码会不停打印当前groutine数量,可以观察到SlowOperation函数执行超时之后,goroutine数量由4个变成2个,相关goroutetine退出

再看一个关于超时处理的例子

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package main

import (
"context"
"fmt"
"io/ioutil"
"net/http"
"time"
)

func QueryFrameworkStats(ctx context.Context, framework string) <-chan string {
stats := make(chan string)
go func() {
repos := "https://api.github.com/repos/" + framework
req, err := http.NewRequest("GET", repos, nil)
if err != nil {
return
}
req = req.WithContext(ctx)

client := &http.Client{}
resp, err := client.Do(req)
if err != nil {
return
}

data, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
if err != nil {
return
}
defer resp.Body.Close()
stats <- string(data)

}()

return stats
}

func main() {
ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 3*time.Second)
defer cancel()
framework := "gin-gonic/gin"
select {
case <-ctx.Done():
fmt.Println(ctx.Err())

case statsInfo := <-QueryFrameworkStats(ctx, framework):
fmt.Println(framework, " fork and start info : ", statsInfo)
}
}

Context另外一个用途就是传递上下文信息。从WithValue方法我们可以创建一个可以储存键值的context

2.4 context的类型

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type Context interface {
Deadline() (deadline time.Time, ok bool)
Done() <-chan struct{}
Err() error
Value(key interface{}) interface{}
}
// Context类型定义了四个方法:
// Deadline方法返回context被取消的时间点
// Done方法返回一个channel,当context被取消或者超时时,该channel会被关闭
// Err方法返回context被取消或者超时的错误信息
// Value方法用于在context中存储和获取键值对

2.5 实现Context接口的类型

Context一共有4个类型,分别是: emptyCtx,cancelCtx,timerCtx,valueCtx

  • emptyCtx: 是一个空的context,作为其他context的基础
  • cancelCtx: 通过WithCancel函数创建的context类型,支持取消操作
  • timerCtx: 通过WithDeadline和WithTimeout函数创建的context类型,支持超时操作
  • valueCtx: 通过WithValue函数创建的context类型,支持存储键值对

img.png

2.6 Context使用规范

使用Context的是应该准守以下原则来保证在不同包中使用时候的接口一致性,以及能让静态分析工具可以检查context的传播:

不要将Context作为结构体的一个字段存储,相反而应该显示传递Context给每一个需要它的函数,Context应该作为函数的第一个参数,并命名为ctx
不要传递一个nil Context给一个函数,即使该函数能够接受它。如果你不确定使用哪一个Context,那你就传递context.TODO
context是并发安全的,相同的Context能够传递给运行在不同goroutine的函数

__END__