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詳解Go語言的context包從放棄到入門

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一、Context包到底是干嘛用的

我們會在用到很多東西的時候都看到context的影子,比如gin框架,比如grpc,這東西到底是做啥的?
大家都在用,沒幾個知道這是干嘛的,知其然而不知其所以然,

誰都在CRUD,誰都覺得if else就完了,有代碼能copy我也行,原理啥啥不懂不重要,反正就是一把梭

原理說白了就是:

  • 當前協(xié)程取消了,可以通知所有由它創(chuàng)建的子協(xié)程退出
  • 當前協(xié)程取消了,不會影響到創(chuàng)建它的父級協(xié)程的狀態(tài)
  • 擴展了額外的功能:超時取消、定時取消、可以給子協(xié)程共享數(shù)據(jù)

二、主協(xié)程退出通知子協(xié)程示例演示

主協(xié)程通知子協(xié)程退出

如下代碼展示了,通過一個叫done的channel通道達到了這樣的效果

package main

import (
 "fmt"
 "time"
)

func main() {
 done := make(chan string)

 //緩沖通道預(yù)先放置10個消息
 messages := make(chan int, 10)
 defer close(messages)
 for i := 0; i  10; i++ {
  messages - i
 }
 //啟動3個子協(xié)程消費messages消息
 for i := 1; i = 3; i++ {
  go child(i, done, messages)
 }

 time.Sleep(3 * time.Second) //等待子協(xié)程接收一半的消息
 close(done) //結(jié)束前通知子協(xié)程
 time.Sleep(2 * time.Second) //等待所有的子協(xié)程輸出
 fmt.Println("主協(xié)程結(jié)束")
}

//從messages通道獲取信息,當收到結(jié)束信號的時候不再接收
func child(i int, done -chan string, messages -chan int) {
Consume:
 for {
  time.Sleep(1 * time.Second)
  select {
  case -done:
   fmt.Printf("[%d]被主協(xié)程通知結(jié)束...\n", i)
   break Consume
  default:
   fmt.Printf("[%d]接收消息: %d\n", i, -messages)
  }
 }
}

運行結(jié)束如下

這里,我們用一個channel的關(guān)閉做到了通知所有的消費到一半的子協(xié)程退出。
問題來了,如果子協(xié)程又要啟動它的子協(xié)程,這可咋整?

主協(xié)程通知有子協(xié)程,子協(xié)程又有多個子協(xié)程

這是可哲學(xué)問題,我們還是得建立一個叫done的channel來監(jiān)測
下面演示一下這種操作,再在每個child方法里啟動多個job,如下

全量代碼貼出來

package main

import (
 "fmt"
 "time"
)

func main() {
 done := make(chan string)

 //緩沖通道預(yù)先放置10個消息
 messages := make(chan int, 10)
 defer close(messages)
 for i := 0; i  10; i++ {
  messages - i
 }
 //啟動3個子協(xié)程消費messages消息
 for i := 1; i = 3; i++ {
  go child(i, done, messages)
 }

 time.Sleep(3 * time.Second) //等待子協(xié)程接收一半的消息
 close(done) //結(jié)束前通知子協(xié)程
 time.Sleep(2 * time.Second) //等待所有的子協(xié)程輸出
 fmt.Println("主協(xié)程結(jié)束")
}

//從messages通道獲取信息,當收到結(jié)束信號的時候不再接收
func child(i int, done -chan string, messages -chan int) {
 newDone := make(chan string)
 defer close(newDone)
 go childJob(i, "a", newDone)
 go childJob(i, "b", newDone)

Consume:
 for {
  time.Sleep(1 * time.Second)
  select {
  case -done:
   fmt.Printf("[%d]被主協(xié)程通知結(jié)束...\n", i)
   break Consume
  default:
   fmt.Printf("[%d]接收消息: %d\n", i, -messages)
  }
 }
}

//任務(wù)
func childJob(parent int, name string, done -chan string) {
 for {
  time.Sleep(1 * time.Second)
  select {
  case -done:
   fmt.Printf("[%d-%v]被結(jié)束...\n", parent, name)
   return
  default:
   fmt.Printf("[%d-%v]執(zhí)行\(zhòng)n", parent, name)
  }
 }
}

運行結(jié)果如下

問題來了,如果job里再啟動自己的goroutine,這樣沒完沒了的建立done的通道有點惡心,這時候context包就來了!

我們先把上面的代碼改成context包的方式

package main

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

func main() {
 ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
 //緩沖通道預(yù)先放置10個消息
 messages := make(chan int, 10)
 defer close(messages)
 for i := 0; i  10; i++ {
  messages - i
 }
 //啟動3個子協(xié)程消費messages消息
 for i := 1; i = 3; i++ {
  go child(i, ctx, messages)
 }
 time.Sleep(3 * time.Second) //等待子協(xié)程接收一半的消息
 cancel() //結(jié)束前通知子協(xié)程
 time.Sleep(2 * time.Second) //等待所有的子協(xié)程輸出
 fmt.Println("主協(xié)程結(jié)束")
}

//從messages通道獲取信息,當收到結(jié)束信號的時候不再接收
func child(i int, ctx context.Context, messages -chan int) {
 //基于父級的context建立context
 newCtx, _ := context.WithCancel(ctx)
 go childJob(i, "a", newCtx)
 go childJob(i, "b", newCtx)

Consume:
 for {
  time.Sleep(1 * time.Second)
  select {
  case -ctx.Done():
   fmt.Printf("[%d]被主協(xié)程通知結(jié)束...\n", i)
   break Consume
  default:
   fmt.Printf("[%d]接收消息: %d\n", i, -messages)
  }
 }
}

//任務(wù)
func childJob(parent int, name string, ctx context.Context) {
 for {
  time.Sleep(1 * time.Second)
  select {
  case -ctx.Done():
   fmt.Printf("[%d-%v]被結(jié)束...\n", parent, name)
   return
  default:
   fmt.Printf("[%d-%v]執(zhí)行\(zhòng)n", parent, name)
  }
 }
}

運行結(jié)果如下

可以看到,改成context包還是順利的通過子協(xié)程退出了
主要修改了幾個地方,再ctx向下傳遞

基于上層context再構(gòu)建當前層級的context

監(jiān)聽context的退出信號,

這就是context包的核心原理,鏈式傳遞context,基于context構(gòu)造新的context

三、Context包的核心接口和方法

更多資料可以查看:Go 語言設(shè)計與實現(xiàn)

context接口

context是一個接口,主要包含以下4個方法

  • Deadline

返回當前context任務(wù)被取消的時間,沒有設(shè)定返回ok返回false

  • Done

當綁定當前的context任務(wù)被取消時,將返回一個關(guān)閉的channel

  • Err

Done返回的channel沒有關(guān)閉,返回nil;

Done返回的channel已經(jīng)關(guān)閉,返回非空值表示任務(wù)結(jié)束的原因;

context被取消,返回Canceled。

context超時,DeadlineExceeded

  • Value

返回context

存儲的鍵

emptyCtx結(jié)構(gòu)體

實現(xiàn)了context接口,emptyCtx沒有超時時間,不能取消,也不能存儲額外信息,所以emptyCtx用來做根節(jié)點,一般用Background和TODO來初始化emptyCtx

Backgroud

通常用于主函數(shù),初始化以及測試,作為頂層的context

TODO

不確定使用什么用context的時候才會使用

valueCtx結(jié)構(gòu)體

type valueCtx struct{ Context key, val interface{} }

valueCtx利用Context的變量來表示父節(jié)點context,所以當前context繼承了父context的所有信息
valueCtx還可以存儲鍵值。

Value

func (c *valueCtx) Value(key interface{}) interface{} {
 if c.key == key {
  return c.val
 }
 return c.Context.Value(key)
}

可以用來獲取當前context和所有的父節(jié)點存儲的key

如果當前的context不存在需要的key,會沿著context鏈向上尋找key對應(yīng)的值,直到根節(jié)點

WithValue

可以向context添加鍵值

func WithValue(parent Context, key, val interface{}) Context {
 if key == nil {
  panic("nil key")
 }
 if !reflect.TypeOf(key).Comparable() {
  panic("key is not comparable")
 }
 return valueCtx{parent, key, val}
}

添加鍵值會返回創(chuàng)建一個新的valueCtx子節(jié)點

cancelCtx結(jié)構(gòu)體

type cancelCtx struct {
 Context
 mu sync.Mutex
 done chan struct{}
 children map[canceler]struct{}
 err error
}
type canceler interface {
 cancel(removeFromParent bool, err error)
 Done() -chan struct{}
}

和valueCtx類似,有一個context做為父節(jié)點,
變量done表示一個channel,用來表示傳遞關(guān)閉;
children表示一個map,存儲了當前context節(jié)點為下的子節(jié)點
err用來存儲錯誤信息表示任務(wù)結(jié)束的原因

WithCancel

用來創(chuàng)建一個可取消的context,返回一個context和一個CancelFunc,調(diào)用CancelFunc可以觸發(fā)cancel操作。

timerCtx結(jié)構(gòu)體

timerCtx是基于cancelCtx的context精英,是一種可以定時取消的context,過期時間的deadline不晚于所設(shè)置的時間d

WithDeadline

返回一個基于parent的可取消的context,并且過期時間deadline不晚于所設(shè)置時間d

WithTimeout

創(chuàng)建一個定時取消context,和WithDeadline差不多,WithTimeout是相對時間

四、總結(jié)核心原理

  • Done方法返回一個channel
  • 外部通過調(diào)用-channel監(jiān)聽cancel方法
  • cancel方法會調(diào)用close(channel)

當調(diào)用close方法的時間,所有的channel再次從通道獲取內(nèi)容,會返回零值和false

res,ok := -done:
  • 過期自動取消,使用了time.AfterFunc方法,到時調(diào)用cancel方法
 c.timer = time.AfterFunc(dur, func() {
 c.cancel(true, DeadlineExceeded)
 })

授人以漁不如授人以漁,知其然也知其所以然,讓我們共同構(gòu)建美麗新世界,讓人與自然更加和諧,就是這樣,giao~

到此這篇關(guān)于Go語言的context包從放棄到入門的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Go語言context包入門內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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