Go十大常见错误第8篇并发编程Context使用常见错误

前言

这是Go十大常见错误系列的第8篇：并发编程中Context使用常见错误。素材来源于Go布道者，现Docker公司资深工程师Teiva Harsanyi。

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Context是什么

Go语言标准库里有一个package叫context，该package里定义了context.Context类型，在并发编程里非常有用，但是也经常被开发者误解。

官方对Context的表述是：

Package context defines the Context type, which carries deadlines, cancellation signals, and other request-scoped values across API boundaries and between processes.

光看这段描述，还是很容易让人迷糊的，我们接下来具体看看Context到底是什么以及可以帮助我们做什么事情。

Context顾名思义，表示的是goroutine的上下文，Context定义如下所示：

// A Context carries a deadline, cancellation signal, and request-scoped values
// across API boundaries. Its methods are safe for simultaneous use by multiple
// goroutines.
type Context interface {
    // Done returns a channel that is closed when this Context is canceled
    // or times out.
    Done() <-chan struct{}

    // Err indicates why this context was canceled, after the Done channel
    // is closed.
    Err() error

    // Deadline returns the time when this Context will be canceled, if any.
    Deadline() (deadline time.Time, ok bool)

    // Value returns the value associated with key or nil if none.
    Value(key interface{}) interface{}
}

Context可以通过超时设置、携带取消信号、附加参数信息来方便goroutine里做相应的逻辑控制。

• 超时控制。 通过context.WithTimeout函数和context.WithDeadline函数可以创建一个有超时时间的Context。通过Context的Done函数可以判断是否超时了。

  func WithTimeout(parent Context, timeout time.Duration) (Context, CancelFunc)
  func WithDeadline(parent Context, d time.Time) (Context, CancelFunc)
  

• 取消信号。通过context.WithCancel函数可以创建一个接收cancel信号的Context。通过Context的Done函数可以判断是否发出了cancel信号。父Context发出的cancel信号，子Context也可以接收到。

  func WithCancel(parent Context) (ctx Context, cancel CancelFunc)
  

• 附加参数信息。通过context.WithValue函数可以给Context添加参数。其中key和value都是空接口类型(interface{})。通过Context的Value函数可以获取附加参数信息。

  func WithValue(parent Context, key, val any) Context
  

在实际开发过程中，Context的使用流程一般是：

• Step 1: 创建Context，给Context指定超时时间，设置取消信号，或者附加参数(链路跟踪里经常使用Context里的附加参数，传递IP等链路跟踪信息)。
• Step 2: goroutine使用Step 1里的Context作为第一个参数，在该goroutine里就可以做如下事情：
  • 使用Context里的Done函数判断是否达到了Context设置的超时时间或者Context是否被主动取消了。
  • 使用Context里的Value函数获取该Context里的附加参数信息。
  • 使用Context里的Err函数获取错误原因，目前原因就2个，要么是超时，要么是主动取消。

有2点要补充：

• 第一，Context是可以组合的。比如，我们可以通过context.WithTimeout创建一个有超时时间的Context，再调用context.WithValue添加一些附加参数信息。
• 第二，多个goroutine可以共享同一个Context，可以通过该Context的超时设置、携带取消信号以及附加参数来控制多个goroutine的行为。

常见错误

在Context使用过程中有以下几个常见错误：

• 第一，不执行cancel函数去释放Context资源。

  • 对于context.WithTimeout、context.WithDeadline、context.WithCancel函数返回的cancel函数，需要做执行。官方说明如下：

    Canceling this context releases resources associated with it, so code should call cancel as soon as the operations running in this Context complete:

    参考代码示例：

    func slowOperationWithTimeout(ctx context.Context) (Result, error) {
    	ctx, cancel := context.WithTimeout(ctx, 100*time.Millisecond)
    	defer cancel()  // releases resources if slowOperation completes before timeout elapses
    	return slowOperation(ctx)
    }
    

• 第二，不加超时控制，如果执行了非常耗时的rpc操作或者数据库操作，就会阻塞程序。如果rpc调用接口或者数据库操作接口支持传递Context参数，建议加上超时设置。代码示例参考如下：

  ctx, cancel := context.WithTimeout(parent, 100 * time.Millisecond)
  response, err := grpcClient.Send(ctx, request)
  

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References

• 参考文章：https://itnext.io/the-top-10-most-common-mistakes-ive-seen-in-go-projects-4b79d4f6cd65
• 官方文档：https://pkg.go.dev/context
• 官方Context入门介绍：https://go.dev/blog/context
• Context使用介绍：https://mp.weixin.qq.com/s/PoXSEDHRyKCyjibFGS0wHw
• https://www.digitalocean.com/community/tutorials/how-to-use-contexts-in-go

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