Golang 语言中 Context 的使用方式

介绍

在 Golang 语言并发编程中，经常会遇到监控 goroutine 运行结束的场景，通常我们会想到使用 WaitGroup 和 chan + select，其中 WaitGroup 用于监控一组 goroutine 是否全部运行结束，chan + select 用于监控一个 goroutine 是否运行结束（取消一个 goroutine）。

如果我们需要监控多个 goroutine 是否运行结束（取消多个 goroutine），通常会使用 context，当然使用 context 也可以用于监控一个 goroutine 是否运行结束（取消一个 goroutine）。我们在之前的文章已经介绍过 Golang 语言标准库 Context，未阅读的读者朋友们可以按需翻阅。本文我们主要介绍 Context 的一些使用方式。

取消一个 goroutine

使用 context 取消一个 goroutine，比较类似于使用 chan + select 的方式取消一个 goroutine。

示例代码：

func main () {
 ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
 go func(ctx context.Context) {
  for {
   select {
    case <-ctx.Done():
     fmt.Println("goroutine 已停止")
     return
   default:
    fmt.Println("goroutine 正在运行")
    time.Sleep(time.Second)
   }
  }
 }(ctx)
 time.Sleep(time.Second * 5)
 cancel()
 time.Sleep(time.Second * 5)
 fmt.Println("main goroutine 已结束")
}

阅读上面这段代码，我们首先使用 context.Background() 创建一个 context 树的根节点，然后使用 context.WithCancel() 创建一个可取消的子 context 类型的变量 ctx，作为参数传递给子 goroutine，用作跟踪子 goroutine。

然后在子 goroutine 中，使用 for select 监控 <-ctx.Done() 判断子 goroutine 是否运行结束。

最后使用 context.WithCancel() 返回的第二个值 CancelFunc 类型的 cancel 变量给子 goroutine 发送取消指令。

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取消多个 goroutine

接下来，我们再来看一个使用 context 停止多个 goroutine 的示例。

func main () {
 ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
  // 停止多个 goroutine
 go worker(ctx, "节点一")
 go worker(ctx, "节点二")
 go worker(ctx, "节点三")
 time.Sleep(time.Second * 5)
 cancel()
 time.Sleep(time.Second * 5)
 fmt.Println("main goroutine 已结束")
}
func worker (ctx context.Context, node string) {
 for {
  select {
   case <-ctx.Done():
    fmt.Println(node, "goroutine 已停止")
    return
  default:
   fmt.Println(node, "goroutine 正在运行")
   time.Sleep(time.Second)
  }
 }
}

阅读上面这段代码，我们使用 go 关键字启动三个 worker goroutine，和上个示例一样，首先创建一个 context 树的根节点，使用第一个返回值 context 类型的子 ctx 跟踪每一个 worker goroutine，在 worker 中使用 for seclect 监控 <-ctx.Done() 判断子 goroutine 是否运行结束，最后通过调用第二个返回值 CancelFunc 类型的 cancel 给子 goroutine 发送取消指令，此时所有子 context 都会接收到取消指令，goroutine 结束运行。

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上下文信息传递

我们在前面的示例中使用 WithCancel 函数，用作取消 context，除此之外，可用作取消 Context 的函数还有 WithDeadline 函数和 WithTimeout 函数，分别用于定时取消和超时取消，限于篇幅，本文不再赘述，感兴趣的读者可以查阅官方标准库文档。除了上述三个函数外，还有一个 WithValue 函数，它是用作上下文信息传递的一个函数。

在 Golang 语言中，Context 包还有一个重要的作用，就是用作上下文信息传递，接下来我们介绍一下如何使用 WithValue 函数传递上下文信息。

示例代码：

func main () {
 ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
 // 传递上下文信息
 ctxValue := context.WithValue(ctx, "uid", 1)
 go func(ctx context.Context) {
  for {
   select {
    case <-ctx.Done():
     fmt.Println(ctx.Value("uid"), "goroutine 已停止")
     return
   default:
    fmt.Println("goroutine 正在运行")
    time.Sleep(time.Second)
   }
  }
 }(ctxValue)
 time.Sleep(time.Second * 5)
 cancel()
 time.Sleep(time.Second * 5)
 fmt.Println("main goroutine 已结束")
}

阅读上面这段代码，我们使用 WithValue 函数给子 goroutine 传递上下文信息 uid。WithValue 函数接收三个参数，分别是 parent context，key 和 value。返回值是一个 context，我们可以在子 goroutine 中调用 Value 方法获取传递的上下文信息。

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总结

本文我们简述了监控 goroutine 的几种方式，分别是 WaitGroup，chan + select 和 context。重点介绍了 context 的一些使用方式，分别是取消一个 goroutine，取消多个 goroutine 和传递上下文信息。关于定时取消和超时取消，感兴趣的读者可以参阅官方标准库文档。

推荐阅读：

Golang 语言中的非类型安全指针

参考资料：

https://golang.org/pkg/context/ 

https://blog.golang.org/context 

https://blog.wu-boy.com/2020/08/three-ways-to-manage-concurrency-in-go/ 

https://gobyexample.com/context