Golang 里的 context

context 的作用

go 的编程中，常常会在一个 goroutine 中启动多个 goroutine，然后有可能在这些 goroutine 中又启动多个 goroutine。

如上图，在 main 函数中，启动了一个 goroutine A 和 goroutine B，然后 goroutine A 中又启动了 goroutine A1 和 goroutine A2，goroutine B 中也是。

有时候，我们可能想要取消当前的处理，这个时候自然而然的也要取消子协程的执行进程。这个时候就需要一种机制来做这件事。context 就是设计来做这件事的。

比如在 web 应用中，当子协程的某些处理时间过长的时候，我们可能想要终止下游的处理，防止协程长期占用资源。保证其他客户端的请求正常处理。

context 的不同类型

context.Background

往往用做父 context，比如在 main 中定义的 context，然后在 main 中将这个 context 传递给子协程。

context.TODO

不需要使用什么类型的 context 的时候，使用这个 context.TODO

context.WithTimeout

我们需要对子 goroutine 做一些超时控制的时候，使用这个 context，比如超过多少秒就不再做处理。

context.WithDeadline

和 context.WithTimeout 类似，只不过参数是一个 time.Time，而不是 time.Duration

context.WithCancel

如果在父 goroutine 里面需要在某些情况下取消执行的时候，可以使用这种 context。

实例

context.Background

package main

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

func main() {
	ctx := context.Background()

	go func(ctx2 context.Context) {
		fmt.Println("ctx2")

		ctx3, cancel := context.WithCancel(ctx2)
		go func(ctx4 context.Context) {
			fmt.Println("ctx4")
		}(ctx3)
        cancel()
	}(ctx)

	time.Sleep(time.Millisecond * 5)
}

在 main 入口里顶层的 context 使用 context.Background，子 goroutine 里面可以针对实际情况基于父 context 派生新的 context，比如，加入如果需要对子 goroutine 做一些条件性的取消操作，就可以像上面那样使用 ctx3, cancel := context.WithCancel(ctx2) 来基于父 context 创建一个新的 context，然后我们可以通过 cancel 来给子 goroutine 发送取消信号。

注意这里的用语，这里说发送取消信号，因为事实上是否取消后续操作的控制权还是在子 goroutine 里面。但是子 goroutine 有义务停止当前 goroutine 的操作。

个人觉得一个原因是，可能子 goroutine 里面有一些清理操作需要进行，比如写个 Log 说当前操作被取消了，这种情况下直接强行取消并不是很好的选择，所以把控制权交给子 goroutine。

这一点可能在大多数文章里面可能没有提到，但是笔者觉得如果明白了这一点的话，对于理解 context 的工作机制很有帮助。

这种机制的感觉有点像是，虽然你有权力不停止当前操作，但是你有义务去停止当前的处理，给你这种权力只是为了让你有点反应时间。

context.TODO

这个就跳过吧，好像没什么好说的

context.WithTimeout

func ExampleContextWithTimeout() {
	// 10 毫秒超时时间
    // context.WithTimeout 也返回了一个 cancel 函数，但是我们这里不需要，所以忽略了。
	ctx, _ := context.WithTimeout(context.Background(), time.Millisecond * 10)
	var wg sync.WaitGroup
	wg.Add(1)
	go func(ctx context.Context) {
		defer wg.Done()
		// sleep 20 毫秒模拟耗时任务
		time.Sleep(time.Millisecond * 20)
		select {
		case <-ctx.Done():
            // 因为已经超时了，所以 ctx.Done() 返回的 channel 直接返回了，因为已经关闭了
            // 我们可以使用 ctx.Err() 来查看具体的原因，这里是 "context deadline exceeded"
			fmt.Println(ctx.Err())
			return
		default:
			fmt.Println("in goroutine")
		}
	}(ctx)
	wg.Wait()

	// Output:
	// context deadline exceeded
}

context.WithDeadline

func ExampleContextWithDeadline() {
	// 10 毫秒超时时间
    // context.WithDeadline 也返回了一个 cancel 函数，但是我们这里不需要，所以忽略了。
	ctx, _ := context.WithDeadline(context.Background(), time.Now().Add(time.Millisecond * 10))
	var wg sync.WaitGroup
	wg.Add(1)
	go func(ctx context.Context) {
		defer wg.Done()
		// sleep 20 毫秒模拟耗时任务
		time.Sleep(time.Millisecond * 20)
		select {
		case <-ctx.Done():
            // 因为已经到达了 deadline，所以 ctx.Done() 返回的 channel 直接返回了，因为这个 channel 已经关闭了
            // ctx.Err() 同 context.WithTimeout，也是 "context deadline exceeded"
			fmt.Println(ctx.Err())
			return
		default:
			fmt.Println("in goroutine")
		}
	}(ctx)
	wg.Wait()

	// Output:
	// context deadline exceeded
}

context.WithCancel

func ExampleContextWithCancel() {
    // context.WithCancel 返回的第二个值是一个可以调用的函数，调用的时候子协程里面的 context 可以通过 ctx.Done() 获取到取消的信号
	ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
	var wg sync.WaitGroup
	wg.Add(1)
	go func(ctx context.Context) {
		defer wg.Done()
		for {
			select {
			case <-ctx.Done():
				fmt.Println(ctx.Err())
				return
			default:
				fmt.Println("ExampleContextWithCancel default")
			}
		}
	}(ctx)
	cancel()
	wg.Wait()

	// Output:
	// context canceled
}

其实我们可以发现，context.WithTimeout 和 context.WithDeadline 也返回了一个 cancelFunc，context.WithCancel 返回的 cancelFunc 和这个的效果一样。

只不过 context.WithTimeout 和 context.WithDeadline 多提供了一个时间上的控制。

总结

1. golang 中的 context 提供了一种父子 goroutine 之间沟通的机制

2. context.WithTimeout、context.WithDeadline、context.WithCancel 都返回一个新的 context 和一个 cancelFunc，cancelFunc 可以用来取消子 goroutine

3. goroutine 最终是否停止取决于子 goroutine 本身，但是我们有必要去监听 ctx.Done() 来根据父 goroutine 传递的信号来决定是否继续执行还是直接返回。