聊一聊 golang 中的 Context 的实现

编程语言中的 Context

Context 的直接翻译是上下文或环境。在编程语言中，翻译成运行环境更合适。

比如一段程序，在执行之初，我们可以设定一个环境参数：最大运行时间，一旦超过这个时间，程序也应该随之终止。

在 golang 中， Context 被用来在各个 goroutine 之间传递取消信号、超时时间、截止时间、key-value等环境参数。

golang 中的 Context 的实现

golang中的Context包很小，除去注释，只有200多行，非常适合通过源码阅读来了解它的设计思路。

注：本文中的golang 均指 go 1.14

接口 Context 的定义

golang 中 Context 是一个接口类型，具体定义如下：

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

Deadline()

Deadline() 返回的是当前 Context 生命周期的截止时间。

Done()

Done() 返回的是一个只读的 channel，如果能从这个 channel 中读到任何值，则表明context的生命周期结束。

Err()

这个比较简单，就是返回异常。

Value(key interface{})

Value(key interface{}) 返回的是 Context 存储的 key 对应的 value。如果在当前的 Context 中没有找到，就会从父 Context 中寻找，一直寻找到最后一层。

4种基本的context类型

类型	说明
emptyCtx	一个没有任何功能的 Context 类型，常用做 root Context。
cancelCtx	一个 cancelCtx 是可以被取消的，同时由它派生出来的 Context 都会被取消。
timerCtx	一个 timeCtx 携带了一个timer(定时器)和截止时间，同时内嵌了一个 cancelCtx。当 timer 到期时，由 cancelCtx 来实现取消功能。
valueCtx	一个 valueCtx 携带了一个 key-value 对，其它的 key-value 对由它的父 Context 携带。

emptyCtx 定义及实现

type emptyCtx int

func (*emptyCtx) Deadline() (deadline time.Time, ok bool) {
   
	return
}

func (*emptyCtx) Done() <-chan struct{
   } {
   
	return nil
}

func (*emptyCtx) Err() error {
   
	return nil
}

func (*emptyCtx) Value(key interface{
   }) interface{
   } {
   
	return nil
}

看 emptyCtx 很轻松，因为它什么都没做，仅仅是实现了 Context 这个接口。在 context 包中，有一个全局变量 background，值为 new(emptyCtx)，它的作用就是做个跟 Context。其它类型的 Context 都是在 background 的基础上扩展功能。

cancelCtx 定义及实现

先看下 cancelCtx 的定义和创建。

// 定义
type cancelCtx struct {
   
	Context

	mu       sync.Mutex            // protects following fields
	done     chan struct{
   }         // created lazily, closed by first cancel call
	children map[canceler]struct{
   } // set to nil by the first cancel call
	err      error                 // set to non-nil by the first cancel call
}

// 创建
func