这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 10 天
为什么需要context
在并发程序中，由于超时、取消操作或者一些异常情况，往往需要进行抢占操作或者中断后续操作。熟悉channel的朋友应该都见过使用done channel来处理此类问题。比如以下这个例子：
func main() {
messages := make(chan int, 10)
done := make(chan bool)
defer close(messages)
// consumer
go func() {
ticker := time.NewTicker(1 * time.Second)
for _ = range ticker.C {
select {
case <-done:
fmt.Println("child process interrupt...")
return
default:
fmt.Printf("send message: %d\n", <-messages)
}
}
}()
// producer
for i := 0; i < 10; i++ {
messages <- i
}
time.Sleep(5 * time.Second)
close(done)
time.Sleep(1 * time.Second)
fmt.Println("main process exit!")
}
上述例子中定义了一个buffer为0的channel done, 子协程运行着定时任务。如果主协程需要在某个时刻发送消息通知子协程中断任务退出，那么就可以让子协程监听这个done channel，一旦主协程关闭done channel，那么子协程就可以推出了，这样就实现了主协程通知子协程的需求。这很好，但是这也是有限的。
如果我们可以在简单的通知上附加传递额外的信息来控制取消：为什么取消，或者有一个它必须要完成的最终期限，更或者有多个取消选项，我们需要根据额外的信息来判断选择执行哪个取消选项。
考虑下面这种情况：假如主协程中有多个任务1, 2, …m，主协程对这些任务有超时控制；而其中任务1又有多个子任务1, 2, …n，任务1对这些子任务也有自己的超时控制，那么这些子任务既要感知主协程的取消信号，也需要感知任务1的取消信号。
如果还是使用done channel的用法，我们需要定义两个done channel，子任务们需要同时监听这两个done channel。嗯，这样其实好像也还行哈。但是如果层级更深，如果这些子任务还有子任务，那么使用done channel的方式将会变得非常繁琐且混乱。
我们需要一种优雅的方案来实现这样一种机制：
- 上层任务取消后，所有的下层任务都会被取消；
- 中间某一层的任务取消后，只会将当前任务的下层任务取消，而不会影响上层的任务以及同级任务。
这个时候context就派上用场了。我们首先看看context的结构设计和实现原理。
context是什么
context接口
先看Context接口结构，看起来非常简单。
type Context interface {
Deadline() (deadline time.Time, ok bool)
Done() <-chan struct{}
Err() error
Value(key interface{}) interface{}
}
Context接口包含四个方法：
Deadline返回绑定当前context的任务被取消的截止时间；如果没有设定期限，将返回ok == false。Done当绑定当前context的任务被取消时，将返回一个关闭的channel；如果当前context不会被取消，将返回nil。Err如果Done返回的channel没有关闭，将返回nil;如果Done返回的channel已经关闭，将返回非空的值表示任务结束的原因。如果是context被取消，Err将返回Canceled；如果是context超时，Err将返回DeadlineExceeded。Value返回context存储的键值对中当前key对应的值，如果没有对应的key,则返回nil。
可以看到Done方法返回的channel正是用来传递结束信号以抢占并中断当前任务；Deadline方法指示一段时间后当前goroutine是否会被取消；以及一个Err方法，来解释goroutine被取消的原因；而Value则用于获取特定于当前任务树的额外信息。而context所包含的额外信息键值对是如何存储的呢？其实可以想象一颗树，树的每个节点可能携带一组键值对,如果当前节点上无法找到key所对应的值，就会向上去父节点里找，直到根节点，具体后面会说到。
