go的上下文(context)研究

引言

go的上下文官方说明有点难懂,可能是我太菜了,经过我自己的研究,总结了一下自己的想法


context上下文

顾名思义,context用于go代码传输上下文信息,例如在方法调用之间传递参数,传递栈信息等,另外可以通过context进行上下文控制.


它的最简单的使用方法为:

package main

import (
   "context"
   "fmt"
)

func main() {
   baseCtx := context.Background()
   stackArr := []string{}
   stackArr = append(stackArr, "main")
   ctx := context.WithValue(baseCtx,"stack", stackArr)
   test(ctx)
}

func test(ctx context.Context)  {
   var stackArr []string
   stackInterface := ctx.Value("stack")
   for _,val :=range stackInterface.([]string){
      stackArr = append(stackArr,val)
   }
   fmt.Printf("test Call stack:%v \n",stackArr)
   stackArr = append(stackArr,"test")
   ctx = context.WithValue(ctx,"stack",stackArr)
   test2(ctx)
}

func test2(ctx context.Context)  {
   stackInterface := ctx.Value("stack")
   fmt.Printf("test2 Call stack:%v \n",stackInterface)
}


输出:

仙士可博客

可以看到,在main中 声明了一个baseCtx,然后传递了一个stack的字符串数组,到test方法时附加了一个新的值,test方法额外覆盖了这个值,重新将值附加到了test2,

可以看出:上下文其中的一个作用就是在调用栈中传递参数


context声明获取

context的结构体都基于 emptyCtx 类型(int),在正常使用时我们不会接触到这个类型,而是使用封装之后的 background,todo:

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


通过 Background(),Todo()方法进行获取一个上下文:

   baseCtx := context.Background() 
   todoCtx := context.Todo()

要注意的是,

background和todo 返回的值没有任何区别,只是为了区分使用场景而使用了2个不同的方法和变量

background用于主函数初始化,测试中,在顶级调用栈时使用

而todo 用于不清楚要使用什么上下文的时候使用


context使用

上下文使用的步骤为:

1:声明一个基本context变量

2:通过context包的其他方法进行衍生赋值一个新的context,例如WithValue 方法

3:调用方法接收到context之后进行使用,例如Value方法


context的衍生方法

func WithTimeout(parent Context, timeout time.Duration) (Context, CancelFunc)

func WithValue(parent Context, key, val interface{}) Context

func WithDeadline(parent Context, d time.Time) (Context, CancelFunc)

func WithCancel(parent Context) (ctx Context, cancel CancelFunc)


context的使用方法

type Context interface {

    Deadline() (deadline time.Time, ok bool)

    Done() <-chan struct{}

    Err() error

    Value(key interface{}) interface{}
}


  • Deadline:返回绑定当前context的任务被取消的截止时间;如果没有设定期限,将返回ok == false。


  • Done: 当绑定当前context的任务被取消时,将返回一个关闭的channel;如果当前context不会被取消,将返回nil。


  • Err: 如果Done返回的channel没有关闭,将返回nil;如果Done返回的channel已经关闭,将返回非空的值表示任务结束的原因。如果是context被取消,Err将返回Canceled;如果是context超时,Err将返回DeadlineExceeded。


  • Value:返回context存储的键值对中当前key对应的值,如果没有对应的key,则返回nil。


withTimeout

该方法将返回一个带有超时时间的context,由下层接收该参数,通过监听done方法,如果超时时间到了,则会接收到超时消息(通过Done方法接收通道),如果上级主动调用Cancel方法,也会接收到消息

package main

import (
   "context"
   "fmt"
   "time"
)

func main() {
   baseCtx := context.Background()
   timeoutCtx, cancel := context.WithTimeout(baseCtx, time.Second*5)
   go test(timeoutCtx, "task 1")
   go test(timeoutCtx, "task 2")
   go test(timeoutCtx, "task 3")
   time.Sleep(time.Second * 10)
   cancel()
}

func test(ctx context.Context, taskName string) {
   for {
      select {
      case <-ctx.Done():
         fmt.Println(taskName, "received signal,monitor task exit,time=", time.Now().Unix())
         return
      default:
         deadline,ok:=ctx.Deadline()
         fmt.Println(taskName, "goroutine monitor,time=", time.Now().Unix(),"cancel time:",deadline.Unix(),ok)
         time.Sleep(1 * time.Second)
      }
   }
}

输出:

仙士可博客

WithValue

该方法将返回一个带有key->value的context,传递到其他方法可通过Value获取值

package main

import (
   "context"
   "fmt"
)

func main() {
   baseCtx := context.Background()
   stackArr := []string{}
   stackArr = append(stackArr, "main")
   ctx := context.WithValue(baseCtx,"stack", stackArr)
   test(ctx)
}

func test(ctx context.Context)  {
   var stackArr []string
   stackInterface := ctx.Value("stack")
   for _,val :=range stackInterface.([]string){
      stackArr = append(stackArr,val)
   }
   fmt.Printf("test Call stack:%v \n",stackArr)
   stackArr = append(stackArr,"test")
   ctx = context.WithValue(ctx,"stack",stackArr)
   test2(ctx)
}

func test2(ctx context.Context)  {
   stackInterface := ctx.Value("stack")
   fmt.Printf("test2 Call stack:%v \n",stackInterface)
}

输出:

仙士可博客


WithDeadline

withDeadline作用跟WithTimeout类似,它需要传递一个最后运行时间,时间到了则超时:

timeoutCtx, cancel := context.WithDeadline(baseCtx, time.Now().Add(time.Duration(1)*time.Second*10))


WithCancel

withCancel的作用跟WithTimeout类似,但是取消了超时时间的控制,需要主动取消:

package main

import (
   "context"
   "fmt"
   "time"
)

func main() {
   baseCtx := context.Background()
   timeoutCtx, cancel := context.WithCancel(baseCtx)
   go test(timeoutCtx, "task 1")
   go test(timeoutCtx, "task 2")
   go test(timeoutCtx, "task 3")
   time.Sleep(time.Second * 3)
   cancel()
   time.Sleep(time.Second * 3)
}

func test(ctx context.Context, taskName string) {
   for {
      select {
      case <-ctx.Done():
         fmt.Println(taskName, "received signal,monitor task exit,time=", time.Now().Unix())
         return
      default:
         deadline,ok:=ctx.Deadline()
         fmt.Println(taskName, "goroutine monitor,time=", time.Now().Unix(),"cancel time:",deadline.Unix(),ok)
         time.Sleep(1 * time.Second)
      }
   }
}

输出:

仙士可博客



context的作用

从上文可以看出,context最基本的作用为通过一个参数,连接协程/方法 栈的上下文,使其能够进行上下文通信

具体的应用场景有:

1:传递参数

2:超时控制,例如curl的时候控制超时时间

3:主动控制协程的退出

....





仙士可博客
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