Golang context包解读

Context 通常被译作 上下文 ，一般理解为程序单元的一个运行状态、现场、快照，而翻译中 上下 又很好地诠释了其本质，上下上下则是存在上下层的传递， 上 会把内容传递给 下 。

在Go语言中，程序单元也就指的是Goroutine。每个Goroutine在执行之前，都要先知道程序当前的执行状态，通常将这些执行状态封装在一个Context 变量中，传递给要执行的Goroutine中。上下文则几乎已经成为传递与请求同生存周期变量的标准方法。

context 包不仅实现了在程序单元之间共享状态变量的方法，同时能通过简单的方法，使我们在被调用程序单元的外部，通过设置ctx变量值，将过期或撤销这些信号传递给被调用的程序单元。在网络编程中，若存在A调用B的API, B再调用C的API，若A调用B取消，那也要取消B调用C，通过在A,B,C的API调用之间传递 Context ，以及判断其状态，就能解决此问题，这是为什么gRPC的接口中带上 ctx context.Context 参数的原因之一。

context 包的核心就是 Context 接口，其定义如下：

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

• Deadline 会返回一个超时时间，Goroutine获得了超时时间后，例如可以对某些io操作设定超时时间。

• Done 方法返回一个信道（channel），当 Context 被撤销或过期时，该信道是关闭的，即它是一个表示Context是否已关闭的信号。

• 当 Done 信道关闭后， Err 方法表明 Contex t被撤的原因。

• Value 可以让Goroutine共享一些数据，当然获得数据是协程安全的。但使用这些数据的时候要注意同步，比如返回了一个map，而这个map的读写则要加锁。

Context 接口没有提供方法来设置其值和过期时间，也没有提供方法直接将其自身撤销。也就是说， Context 不能改变和撤销其自身。那么该怎么通过 Context 传递改变后的状态呢？

context使用

无论是Goroutine，他们的创建和调用关系总是像层层调用进行的，就像人的辈分一样，而更靠顶部的Goroutine应有办法主动关闭其下属的Goroutine的执行（不然程序可能就失控了）。为了实现这种关系，Context结构也应该像一棵树，叶子节点须总是由根节点衍生出来的。

要创建Context树，第一步就是要得到根节点， context.Background 函数的返回值就是根节点：

func Background() Context

该函数返回空的Context，该Context一般由接收请求的第一个Goroutine创建，是与进入请求对应的Context根节点，它不能被取消、没有值、也没有过期时间。它常常作为处理Request的顶层context存在。

有了根节点，又该怎么创建其它的子节点，孙节点呢？context包为我们提供了多个函数来创建他们：

func WithCancel(parent Context) (ctx Context, cancel CancelFunc)
func WithDeadline(parent Context, deadline time.Time) (Context, CancelFunc)
func WithTimeout(parent Context, timeout time.Duration) (Context, CancelFunc)
func WithValue(parent Context, key interface{}, val interface{}) Context

函数都接收一个 Context 类型的参数 parent ，并返回一个 Context 类型的值，这样就层层创建出不同的节点。子节点是从复制父节点得到的，并且根据接收参数设定子节点的一些状态值，接着就可以将子节点传递给下层的Goroutine了。

再回到之前的问题：该怎么通过 Context 传递改变后的状态呢？使用 Context 的Goroutine无法取消某个操作，其实这也是符合常理的，因为这些Goroutine是被某个父Goroutine创建的，而理应只有父Goroutine可以取消操作。在父Goroutine中可以通过WithCancel方法获得一个cancel方法，从而获得cancel的权利。

第一个 WithCancel 函数，它是将父节点复制到子节点，并且还返回一个额外的 CancelFunc 函数类型变量，该函数类型的定义为：

type CancelFunc func()

调用 CancelFunc 对象将撤销对应的 Context 对象，这就是主动撤销 Context 的方法。在父节点的 Context 所对应的环境中，通过 WithCancel 函数不仅可创建子节点的 Context ，同时也获得了该节点 Context 的控制权，一旦执行该函数，则该节点 Context 就结束了，则子节点需要类似如下代码来判断是否已结束，并退出该Goroutine：

select {    case <-cxt.Done():
        // do some clean...
}

WithDeadline 函数的作用也差不多，它返回的Context类型值同样是 parent 的副本，但其过期时间由 deadline 和 parent 的过期时间共同决定。当 parent 的过期时间早于传入的 deadline 时间时，返回的过期时间应与 parent 相同。父节点过期时，其所有的子孙节点必须同时关闭；反之，返回的父节点的过期时间则为 deadline 。

WithTimeout 函数与 WithDeadline 类似，只不过它传入的是从现在开始Context剩余的生命时长。他们都同样也都返回了所创建的子Context的控制权，一个 CancelFunc 类型的函数变量。

当顶层的Request请求函数结束后，我们就可以cancel掉某个context，从而层层Goroutine根据判断 cxt.Done() 来结束。

WithValue 函数，它返回 parent 的一个副本，调用该副本的Value(key)方法将得到val。这样我们不光将根节点原有的值保留了，还在子孙节点中加入了新的值，注意若存在Key相同，则会被覆盖。

范例：

package main

import (
    "fmt"
    "time"
    "golang.org/x/net/context"
)

func main() {
    //    ctx, cancelFunc := context.WithDeadline(context.Background(), time.Now().Add(time.Second*5))
    ctx, cancelFunc := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second*5)
    ctx = context.WithValue(ctx, "Test", "123456")
    //    defer cancelFunc()

    if t, ok := ctx.Deadline(); ok {
        fmt.Println(time.Now())
        fmt.Println(t.String())
    }
    go func(ctx context.Context) {
        fmt.Println(ctx.Value("Test"))
        for {
            select {
            case <-ctx.Done():
                fmt.Println(ctx.Err())
                return
            //            default:
            //                continue
            }
        }
    }(ctx)
    //    if ctx.Err() == nil {
    //        fmt.Println("Sleep 10 seconds...")
    //        time.Sleep(time.Second * 10)
    //    }
    //    if ctx.Err() != nil {
    //        fmt.Println("Alredy exit...")
    //    }
    time.Sleep(time.Second * 3)
    cancelFunc()
    //    for {
    //        if ctx.Err() != nil {
    //            fmt.Println("gracefully exit...")
    //            break
    //        }
    //    }
}

参考：http://lanlingzi.cn/post/technical/2016/0802_go_context/?utm_source=tuicool&utm_medium=referral

http://blog.csdn.net/u014029783/article/details/53782864

http://blog.csdn.net/zdyueguanyun/article/details/64904703