Go 并发编程基础：什么是上下文（上）

1 Go 中的 Context

Golang 的上下文也是应用开发常用的并发控制工具。同理，上下文可以用于在程序中的 API 层或进程之间共享请求范围的数据，除此之外，Go 的 Context 库还提供取消信号（Cancel）以及超时机制（Timeout)。

Context 又被称为上下文，与 WaitGroup 不同的是，Context 对于派生 goroutine 有更强的控制力，可以管理多级的 goroutine。

但我们在 Go 中创建一个 goroutine 时，如果发生了一个错误，并且这个错误永远不会终止，而其他程序会继续进行。加入有一个不被调用的 goroutine 运行无限循环，如下所示：

package main
import "fmt"
func main() {
    dataCom := []string{"alex", "kyrie", "kobe"}
    go func(data []string) {
        // 模拟大量运算的死循环
    }(dataCom)
    // 其他代码正常执行
    fmt.Println("剩下的代码执行正常逻辑")
}

上面的例子并不完整，dataCom goroutine 可能会也可能不会成功处理数据。它可能会进入无限循环或导致错误。我们的其余代码将不知道发生了什么。

有多种方法可以解决这个问题。其中之一是使用通道向我们的主线程发送一个信号，表明这个 goroutine 花费的时间太长，应该取消它。

package main
import (
  "fmt"
  "time"
)
func main() {
  stopChannel := make(chan bool)
  dataCom := []string{"alex", "kyrie", "kobe"}
  go func(stopChannel chan bool) {
    go func(data []string) {
      // 大量的计算
    }(dataCom)
    for range time.After(2 * time.Second) {
      fmt.Println("此操作运行时间过长，取消中")
      stopChannel <- true
    }
  }(stopChannel)
  <-stopChannel
  // 其他代码正常执行
  fmt.Println("剩下的代码执行正常逻辑")
}

上面的逻辑很简单。我们正在使用一个通道向我们的主线程发出这个 goroutine 花费的时间太长的信号。但是同样的事情可以用 context 来完成，这正是 context 包存在的原因。

package main
import (
  "context"
  "fmt"
  "time"
)
func main() {
  ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second*2)
  defer cancel()
  dataCom := []string{"alex", "kyrie", "kobe"}
  go func() {
    go func(data []string) {
      // 大量的计算
    }(dataCom)
    for range time.After(2 * time.Second) {
      fmt.Println("此操作运行时间过长，取消中")
      cancel()
      return
    }
  }()
  select {
  case <-ctx.Done():
    fmt.Println("上下文被取消")
  }
}

2 Context 接口

Context 接口定义：

type Context interface {
  Deadline() (deadline time.Time, ok bool)
  Done <-chan struct{}
  Err() error
  Value(key interface{}) interface{}
}

Context 接口定义了 4 个方法：

• Deadline()：  返回取消此上下文的时间 deadline（如果有）。如果未设置 deadline 时，则返回 ok==false，此时 deadline 为一个初始值的 time.Time 值。后续每次调用这个对象的 Deadline 方法时，都会返回和第一次调用相同的结果。
  
• Done() ： 返回一个用于探测 Context 是否取消的 channel，当 Context 取消会自动将该 channel 关闭，如果该 Context 不能被永久取消，该函数返回 nil。例如 context.Background()；如果 Done 被 close，Err 方法会返回 Done 被 close 的原因。
  
• Err(): 该方法会返回 context 被关闭的原因，关闭原因由 context 实现控制，不需要用户设置；如果 Done() 尚未关闭，则 Err() 返回 nil
  
• Value() : 在树状分布的 goroutine 之间共享数据，用 map 键值的工作方法，通过 key 值查询 value。
  

每次创建新上下文时，都会得到一个符合此接口的类型。上下文的真正实现隐藏在这个包和这个接口后面。这些是您可以创建的工厂类型的上下文：

1. context.TODO
   
2. context.Background
   
3. context.WithCancel
   
4. context.WithValue
   
5. context.WithTimeout
   
6. context.WithDeadline