译|Go Concurrency Patterns: Context(上)

简介: 译|Go Concurrency Patterns: Context

在 Go 服务中,每个传入的请求在单独的 goroutine 中处理。请求回调函数通常启动额外的 goroutine 以访问后端,如数据库和RPC服务。处理同一请求的一系列 goroutine 通常需要访问请求相关的值,例如端用户的标识、授权令牌和请求截止时间。当请求被取消或超时,处理该请求的所有 goroutine 都应该快速退出,以便系统可以回收它们正在使用的资源。

在 Google,我们开发了一个上下文包,可以轻松地跨越 API边界,将请求作用域内的值、取消信号和截止时间传递给所有处理请求的 goroutine。该包的公共可用版本为 context。本文描述了如何使用这个包,并提供了一个完整的示例。

Context

context 包的核心是 Context 类型:

// A Context carries a deadline, cancelation signal, and request-scoped values
// across API boundaries. Its methods are safe for simultaneous use by multiple
// goroutines.
type Context interface {
    // Done returns a channel that is closed when this Context is canceled
    // or times out.
    Done() <-chan struct{}
    // Err indicates why this context was canceled, after the Done channel
    // is closed.
    Err() error
    // Deadline returns the time when this Context will be canceled, if any.
    Deadline() (deadline time.Time, ok bool)
    // Value returns the value associated with key or nil if none.
    Value(key interface{}) interface{}
}

(此描述是精简的;godoc 是权威的。)

Done 方法返回一个 channel,充当传递给 Context 下运行的函数的取消信号:当 channel 关闭时,函数应该放弃它们的工作并返回。Err 方法返回一个错误,表明取消 context 的原因。文章 Pipelines and Cancelation 更详细地讨论了 Done channel 的习惯用法。

Context 没有 Cancel 方法,原因与 Done channel 是只读的一样:接收取消信号的函数通常不是发送信号的函数。特别是当父操作为子操作启动 goroutine 时,子操作不应该有能力取消父操作。相反,WithCancel 函数(如下所述)提供了一种取消新 Context 值的方法。

多个 goroutine 同时使用同一 Context 是安全的。代码可以将单个 Context 传递给任意数量的 goroutine,并取消该 Context 以向所有 goroutine 发送信号。

Deadline 方法允许函数决定是否应该开始工作;如果剩下的时间太少,则可能不值得。代码还可以使用截止时间来设置I/O操作超时。

Value 允许 Context 携带请求作用域的数据。为使多个 goroutine 同时使用,这些数据必须是安全的。

Derived contexts

context 包提供了从现有 Context 值派生新 Context 值的函数。这些值形成一个树:当 Context 被取消时,从它派生的所有 Context 也被取消。

Background 是所有 Context 树的根;它永远不会被取消:

// Background returns an empty Context. It is never canceled, has no deadline,
// and has no values. Background is typically used in main, init, and tests,
// and as the top-level Context for incoming requests.
func Background() Context

WithCancelWithTimeout 返回派生 Context 值,可以比父 Context 更早取消。当请求回调函数返回时,通常会取消与传入请求关联的 ContextWithCancel 还可用于使用多个副本时取消冗余的请求。WithTimeout 用于设置对后端服务器请求的截止时间:

// WithCancel returns a copy of parent whose Done channel is closed as soon as
// parent.Done is closed or cancel is called.
func WithCancel(parent Context) (ctx Context, cancel CancelFunc)
// A CancelFunc cancels a Context.
type CancelFunc func()
// WithTimeout returns a copy of parent whose Done channel is closed as soon as
// parent.Done is closed, cancel is called, or timeout elapses. The new
// Context's Deadline is the sooner of now+timeout and the parent's deadline, if
// any. If the timer is still running, the cancel function releases its
// resources.
func WithTimeout(parent Context, timeout time.Duration) (Context, CancelFunc)

WithValue 提供了一种将请求作用域的值与 Context 关联的方法:

// WithValue returns a copy of parent whose Value method returns val for key.
func WithValue(parent Context, key interface{}, val interface{}) Context

通过一个示例了解使用 context 包的最佳方法。

示例:Google Web搜索

我们的示例是一个 HTTP 服务器,它处理 URL,如 _/search?q=golang&timeout=1s_,将查询 “golang” 转发到 google web search api 并渲染结果。timeout 参数告诉服务器在该延时后取消请求。

代码分为三个包:

  • server 提供了 /search 的 main 函数和请求回调函数。
  • userip 提供了从请求中提取用户 IP 地址并将其与 Context 关联的函数。
  • google 提供了向 Google 发送查询的 search 函数。
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