程序上下文context for golang

本文详细解释了程序上下文(context)的概念,包括其在程序中的角色、生命周期以及如何在Go语言中实现有效的上下文传递机制。

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先来理解一下上下文context。

     1.什么是程序上下文context

      与计算机体系中的相关上下文概念类似,比如进程上下文。

      程序上下文,context,程序中共享的信息,保存着程序运行或交互中需要保持或传递的信息。比如所处环境,当前运行状态。

      context就是一些变量的集合,简单理解为方法中的参数(或类中的属性),跟普通要传递的参数对象没什么区别。

      context的有时是为了参数传递,有时是为了信息追踪,有时是为了获得控制权,比如超时等待控制。


    2. 程序上下文件的生命周期

      借用servlet的生命周期:application/request/session/page,或者变量的作用域:全局变量,局部变量,参数传递。

      context也是这样,它有一定的生命周期或作用域。

      网页请求中的session,理解为一种context,也是合适不过,登录控制中,需要知道用户是否登录,用户是谁,用于保持登录状态,并在不同的请求中传递状态。


      不过我们一般说程序上下文,不是全局性的,缘起缘灭,总是在一个一次性事件当中,从产生直到消亡,共享和传递信息,用完即丢。

      进程产生,有进程上下文,用于进程切换和恢复,进程结束,上下文也消亡了。

      http一次请求,把请求信息作为上下文参数,一直传递下去,请求结束,上下文也消亡了。


      以上是对程序中上下文的理解。


      我们在开发golang程序时,喜欢定义一个struct,然后定义一个全局的变量,通过一个变量静态地调用方法。这是省了每次都要NEW一个对象,直接可以调用。参考java中的SSH的做法,但是有其形无其实。当然,go项目一般不会这么干吧。

package api


var (
	appService services.AppService
)
type ExampleController struct {
    ApiController
}


func (this *ExampleController) Info() {
	app, err := appService.GetApp(1)
	if err != nil {
		this.RenderJson(err)
	}
	this.RenderDataOk(app)
}

      一开始是觉得简化了许多,也就一直这样开发下来。但最近就发现,服务里面没办法感知上层信息,比如调用者信息,分布式追踪信息,其实就是上下文信息。难道要把这些信息一一传进去?信息传是要传的了,只是要怎么传呢?

      首先是想到可以每次实例化对象,把上下文作为属性,设进去,或者参考java的方法,可以直接注入进去。但是我们框架可没有spring的功能,如果要实现就得修改一下框架了。

     不过搜一下,golang的上下文机制就出现在眼前,已经在1.7时成为标准库。结合最近看的etcdv3、grpc的开源实现,就已经关注到有个ctx的东西如影随形,这时才恍然大悟。这不就是我们需要的上下文吗?只是,每次都要作为第一个参数传递(使用原则一),也够辛苦的了。好吧,既然是这样的风格,那我们也学好了。

     在新的项目中,打算使用这样方式传递。如果作为类的属性,能过构造或set方法,也是蛮好的,这就根据实际情况吧。

     我们使用beego,调用时 ,会使用一个方法把beego的context转换到标准库context,不过我想,直接用beego的context也没多大问题。


### GolangContext 的使用教程 #### 创建和传递 `context.Context` `Context` 是 Go 语言中用于在 goroutine 之间传递请求范围的数据、取消信号和其他内容的标准方式。创建一个新的上下文通常通过调用 `context.Background()` 或者 `context.TODO()` 来实现[^1]。 当需要向现有上下文中添加截止时间、超时或者键值对的时候,可以利用如下函数: - `WithCancel`: 返回带有取消功能的新子上下文; - `WithValue`: 向父级上下文中加入键值对; - `WithDeadline`: 设置绝对结束期限; - `WithTimeout`: 基于当前时间设置相对过期时间; ```go ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second*5) defer cancel() ``` 上述代码片段展示了如何基于背景上下文创建一个具有五秒超时期限的新上下文实例,并立即安排其释放资源的操作[^2]。 #### 取消操作与监听取消事件 为了能够响应取消指令,在启动新的 Goroutines 执行任务之前应该总是先获取到对应的上下文对象以及它的取消方法。一旦不再需要该协程继续运行,则应尽早调用此取消回调来通知其他依赖于此上下文的任务停止工作并清理现场[^3]。 ```go select { case <-time.After(1 * time.Minute): fmt.Println("Operation completed.") case <-ctx.Done(): fmt.Printf("Operation was cancelled or timed out: %v\n", ctx.Err()) } ``` 这段程序会等待一分钟完成某项耗时较长的工作,但如果在此之前关联的上下文被标记为已完成(无论是因为达到了设定的时间限制还是显式地触发了取消),它就会提前退出循环体执行后续逻辑处理[^4]。 #### 错误处理模式 对于由 `Done()` 方法返回通道所携带的信息而言,一般情况下只会有三种可能的结果——正常关闭、由于超时而终止或者是收到外部发出的手动取消命令。因此可以通过检查错误的具体类型来进行相应的异常恢复措施[^5]。 ```go if err != nil && errors.Is(err, context.Canceled) { log.Fatal("Request canceled by the user") } else if err != nil && errors.Is(err, context.DeadlineExceeded){ log.Fatal("Request processing took too long and has been terminated") } ``` 以上示例演示了怎样区分不同类型的取消原因以便采取恰当的动作回应这些状况的发生[^6]。 #### 实际应用场景举例 考虑这样一个场景:构建 RESTful API 接口服务端应用时经常遇到并发请求的情况,此时就可以借助 `net/http` 包内置的支持机制自动将 HTTP 请求映射成合适的上下文结构供内部业务层组件消费使用[^7]。 ```go func handler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) { // Extract context from incoming request. ctx := r.Context() select { case <-time.After(time.Duration(rand.Intn(5)) * time.Second): w.WriteHeader(http.StatusOK) _, _ = io.WriteString(w, "Hello!\n") case <-ctx.Done(): w.WriteHeader(http.StatusServiceUnavailable) _, _ = io.WriteString(w, "Sorry, can't serve your request now.\n") } } ``` 这里定义了一个简单的HTTP处理器函数,它会在随机延迟一段时间之后给客户端发送问候消息,不过如果期间收到了来自上游服务器转发过来的中断指示则改为告知对方暂时无法提供服务[^8]。
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