Go 语言在 1.16 版本之后加入了新的内置数据结构 Context，虽然在代码中使用都比较简单，但语言内部还是做了许多区分，今天来分析一下 Context。

Context

虽然在使用 context 的时候，看起来都是 context.* 的结构，但 Go 语言内部做了这样一个区分：

Context 操作

具体说明如下：

  • emptyCtx：所有 ctx 类型的根
  • valueCtx：主要为了在 ctx 中嵌入上下文数据，一个简单的 k 和 v 结构，同一个 ctx 内只支持一对 kv，需要更多的 kv 的话，会形成树形结构。
  • cancelCtx：取消程序的执行树
  • timerCtx：在 cancelCtx 上包了一层，支持基于时间的 cancel

这里有个例子

 1package main
 2
 3import (
 4    "context"
 5    "fmt"
 6)
 7
 8type orderID int
 9
10func main() {
11    var x = context.TODO()
12    x = context.WithValue(x, orderID(1), "1234")
13    x = context.WithValue(x, orderID(2), "2345")
14    x = context.WithValue(x, orderID(3), "3456")
15    fmt.Println(x.Value(orderID(2)))
16
17}

具体流程如下，前一个节点是后一个节点的 parent

valueCtx{ k: 3, v: 3456 } → valueCtx{ k: 2, v: 2345 } → valueCtx{ k: 1, v: 1234} → emptyCtx

看起来像是链表，但其实 Context 更像是一棵树，这里例子更直观些：

 1package main
 2
 3import (
 4    "context"
 5    "fmt"
 6)
 7
 8type orderID int
 9
10func main() {
11    var x = context.TODO()
12    x = context.WithValue(x, orderID(1), "1234")
13    x = context.WithValue(x, orderID(2), "2345")
14    
15    y = context.WithValue(x, orderID(3), "4567")
16    y = context.WithValue(x, orderID(4), "3456")
17    
18    fmt.Println(x.Value(orderID(3)))
19    fmt.Println(y.Value(orderID(3)))
20}

x: valueCtx{ k: 3, v: 3456 } →

​ → valueCtx{ k: 2, v: 2345 } → valueCtx{ k: 1, v: 1234} → emptyCtx

y: valueCtx{ k: 3, v: 4567 } →

这样看起来就更像树结构了。

我们在开发中可能会遇到， context 影响 goroutine，伪代码如下：

1func () {
2    go func1() {} ()
3    go func2() {
4        go func3() {} ()
5    }
6}

其实这也是一个树形结构，这里做了个简化就是：假设我们在每一个 goroutine 中都创建了和它对应的 context，那么可以认为我们的根就是对应的最外层的函数。内部每启动一个 goroutine ，就会对应以下这样的节点：

未命名文件 (3)

这种结构正好和我们程序执行的顺序是匹配的，最终生成一个 context 树。

假如我们想进一步，生成了 context 树之后，做些取消操作：比如 goroutine 都没执行完，不过想要取消下图红框所示 cancelCtx，意味着取消后，后续的子 goroutine 都需要取消，就需要调用最外部的 cancelCtx。就相当于，父节点取消时，可以传导到所有子节点中。

未命名文件 (4)

但这种方式也会有一种问题，context 的操作都需要在 goroutine 中去做配合的。也就是说我们在 goroutine 中一定要用 select 然后用 ctx.dump 的操作。如果不写就相当于完全不配合外部取消操作，也就不监听外部取消通知，理论上 goroutine 还是配合不了。所以，即便有了 context 这种侵入式用法，还是需要写一些 goroutine 处理的相关逻辑。虽然整体上不是很好用，但相比其他语言，我能够简单粗暴地中断某个执行还是很不错的，可以不用考虑执行现场中怎么恢复、怎么清理当时分配的资源。

Go 语言中，不仅有这种基于 context 和 goroutine 中 select ctx.dump 的中断方式，在内部还能够通过信号来中断。而且信号中断没有给用户暴露相关的手段，用户能够操作的也就只有常见的让程序直接停止和退出的情况。

这其实也是一种抢占式调度的方式，相当于可以从执行的汇编流中，任意的位置中断。然后把现场保存，在后续流程中如果需要就恢复回来。

最后说下 context 的社区现状。因为 context 不是很好用，社区中不少人在骂，这种侵入方式到底好不好。据说 Go 2.0.x 以后，用实现简单的 context 来做取消中断还是比较方便，而信号就没那么方便了。