深入介绍Golang context的用法

golang是一门强大的编程语言，具有高效性和简洁性，目前正在快速发展中。在编写go代码时，每个函数的输入和输出参数都有自己的生命周期。当多个goroutine同时运行时，我们可能需要管理上下文以保证程序的正确性，这就是golang context的作用。在本文中，我们将介绍golang context的用法。

一、Golang Context的概念

Golang Context是一个包含请求范围内相关值的对象。该对象可在各个函数之间传递，并提供了取消操作的支持。例如，在处理Http请求时，我们可以使用context包传递Http请求作为参数，从而获得请求相关的上下文。

Golang Context的结构体定义如下：

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

上述结构体的定义中包括了Deadline、Done、Err和Value方法，下面我们将逐一介绍它们的作用。

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二、Golang Context的使用

1. Deadline方法

Deadline方法返回一个时间和一个布尔值。当context被取消或者到达其deadline时，context会返回这个时间和一个true的布尔值，否则返回false。有些context是没有deadline的，这时Deadline方法会返回false。

func main() {
    ctx, cancel := context.WithDeadline(context.Background(), time.Now().Add(time.Second*5))
    defer cancel()
    
    select {
    case <-time.After(3 * time.Second):
        fmt.Println("等待了3秒钟")
    case <-ctx.Done():
        fmt.Println(ctx.Err())
    }
}

上述代码中，首先我们创建了一个带有Deadline的Context，其截止时间为当前时间后5秒。然后我们使用select语句等待3秒钟，这时我们会发现程序仍然在等待，这是因为等待时间没有超过Deadline。最后，当超过Deadline的时候，程序会因为ctx.Done()的返回值而结束运行。

2. Done方法

Done方法返回一个只读的channel，当context被取消或者到达deadline时，这个channel会被关闭。因此，我们可以在我们的代码中使用select语句和Done方法监控Context的状态。

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func main() {
    ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
    defer cancel()

    go func(ctx context.Context) {
        for {
            select {
            case <-ctx.Done():
                fmt.Println(ctx.Err())
                return
            default:
                fmt.Println("goroutine正在运行中...")
                time.Sleep(1 * time.Second)
            }
        }
    }(ctx)

    // 模拟耗时操作
    time.Sleep(5 * time.Second)
    cancel() // 取消Context
    time.Sleep(3 * time.Second)
    fmt.Println("main函数执行结束")
}

上述代码中，我们使用WithCancel和cancel函数开始和结束Context，并在一个goroutine中定期地打印日志，直到Context被取消。同时，我们使用Sleep模拟一个耗时操作。当前函数在5秒后调用cancel函数，终止了Context，整个程序也因此结束。

3. Err方法

Err方法返回Context被取消的原因。对于已经取消的Context，该方法会返回一个非空的错误值。如果Context没有被取消，Err方法会返回nil。

func main() {
    ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
    defer cancel()

    go func(ctx context.Context) {
        for {
            select {
            case <-ctx.Done():
                fmt.Println(ctx.Err())
                return
            default:
                fmt.Println("goroutine正在运行中...")
                time.Sleep(1 * time.Second)
            }
        }
    }(ctx)

    // 模拟耗时操作
    time.Sleep(5 * time.Second)
    cancel() // 取消Context
    time.Sleep(3 * time.Second)
    fmt.Println("main函数执行结束")
}

上述代码中，在goroutine中使用了Err方法，该方法返回了被取消的原因。最终，我们在主函数中打印 "main函数执行结束"。

4. Value方法

Value方法返回与Context关联的值，该值是一个interface{}类型的对象。可以在Context中设置任何类型的值，并且在之后的操作中使用Value方法获取该值。

type authKey string
func main() {
    ctx := context.WithValue(context.Background(), authKey("token"), "123456")
    fmt.Println(ctx.Value(authKey("token"))) // 打印"123456"
}

上述代码中，我们使用WithValue方法将一个字符串类型的值与Context关联起来，并使用Value方法获取该值。

三、总结

Golang Context是处理并发代码中很重要的一部分。通过在各个函数之间传递Context，我们可以管理代码中的生命周期，同时还可以通过Done、Err和Value等方法监控Context的状态。掌握Golang Context的使用方法可以提高代码的质量和并发能力。