Go语言中的上下文取消操作详解

前言

许多使用Go的人，都会用到它的上下文库。大多数使用 context 进行下游操作，比如发出HTTP调用，或者从数据库获取数据，或者在协程中执行异步操作。最常见的用法是传递可由所有下游操作使用的公共数据。然而，一个不太为人所知，但非常有用的上下文特性是，它能够在中途取消或停止一个操作。

本篇文章将解释我们如何利用上下文库的取消特性，并通过一些模式和最佳实践来使用取消，使你的程序更快、更健壮。

为什么需要取消？

简而言之，我们需要取消，以防止我们的系统做不不需要的工作。

考虑HTTP服务器对数据库的调用的常见情况，并将查询的数据返回给客户端：

时间图，如果一切都很完美，就会是这样的：

但是，如果客户端取消了中间的请求，会发生什么呢？例如，如果客户端关闭了他们的浏览器，这可能会发生。如果没有取消，应用服务器和数据库将继续执行它们的工作，即使工作的结果将被浪费：

理想情况下，如果我们知道进程（在本例中是HTTP请求）停止了，我们希望流程的所有下游组件停止工作：

1、上下文取消

现在我们知道了为什么需要取消，让我们来看看如何实现它。因为“取消”的事件与交易或正在执行的操作高度相关，所以它与上下文捆绑在一起是很自然的。

取消的有两个方面，你可能想要实现：

• 监听取消事件
• 提交取消事件

2、监听取消事件

上下文类型提供了 Done() 方法，每当上下文收到取消事件时，它都会返回接收空 struct{} 类型的通道。监听取消事件就像等待 <-ctx.done() 一样简单。

例如，让我们考虑一个HTTP服务器，它需要两秒钟来处理一个事件。如果在此之前请求被取消，我们希望立即返回：

func main() {
  // Create an HTTP server that listens on port 8000
 http.ListenAndServe(":8000", http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
 ctx := r.Context()
 // This prints to STDOUT to show that processing has started
 fmt.Fprint(os.Stdout, "processing request\n")
 // We use `select` to execute a peice of code depending on which
 // channel receives a message first
 select {
   case <-time.After(2 * time.Second):
 // If we receive a message after 2 seconds
 // that means the request has been processed
 // We then write this as the response
 w.Write([]byte("request processed"))
   case <-ctx.Done():
 // If the request gets cancelled, log it
 // to STDERR
 fmt.Fprint(os.Stderr, "request cancelled\n")
 }
 }))
}

你可以通过运行服务器并在浏览器上打开localhost:8000来测试。如果你在2秒前关闭浏览器，你应该会看到在终端窗口上打印的“请求取消”。

3、提交取消事件

如果你有一个可以被取消的操作，你将不得不通过上下文发出取消事件。这可以通过 context 包中的 WithCancel 函数来完成，它返回一个上下文对象和一个函数。这个函数没有参数，也不返回任何东西，当你想要取消上下文时调用。

考虑两个从属操作的情况。在这里，“依赖”意味着如果一个失败了，另一个就没有意义了。在这种情况下，如果我们在早期就知道其中一个操作失败了，我们想要取消所有的依赖操作。

func operation1(ctx context.Context) error {
 // Let's assume that this operation failed for some reason
 // We use time.Sleep to simulate a resource intensive operation
 time.Sleep(100 * time.Millisecond)
 return errors.New("failed")
}

func operation2(ctx context.Context) {
 // We use a similar pattern to the HTTP server
 // that we saw in the earlier example
 select {
  case <-time.After(500 * time.Millisecond):
 fmt.Println("done")
  case <-ctx.Done():
 fmt.Println("halted operation2")
 }
}

func main() {
 // Create a new context
 ctx := context.Background()

 // Create a new context, with its cancellation function
 // from the original context
 ctx, cancel := context.WithCancel(ctx)

 // Run two operations: one in a different go routine
 go func() {
 err := operation1(ctx)
 // If this operation returns an error
 // cancel all operations using this context
 if err != nil {
 cancel()
 }
 }()
 // Run operation2 with the same context we use for operation1
 operation2(ctx)
}

4、基于时间取消

任何需要在请求的最大持续时间内维护SLA（服务水平协议）的应用程序都应该使用基于时间的取消。该API几乎与前面的示例相同，并添加了一些内容：

// The context will be cancelled after 3 seconds
// If it needs to be cancelled earlier, the `cancel` function can
// be used, like before

ctx, cancel := context.WithTimeout(ctx, 3*time.Second)

// The context will be cancelled on 2009-11-10 23:00:00
ctx, cancel := context.WithDeadline(ctx, time.Date(2009, time.November, 10, 23, 0, 0, 0, time.UTC))

例如，考虑对外部服务进行HTTP API调用。如果服务花费的时间太长，最好是尽早失败并取消请求：

func main() {
 // Create a new context
 // With a deadline of 100 milliseconds
 ctx := context.Background()
 ctx, _ = context.WithTimeout(ctx, 100*time.Millisecond)
 // Make a request, that will call the google homepage
 req, _ := http.NewRequest(http.MethodGet, "http://google.com", nil)
 // Associate the cancellable context we just created to the request
 req = req.WithContext(ctx)

 // Create a new HTTP client and execute the request
 client := &http.Client{}
 res, err := client.Do(req)

 // If the request failed, log to STDOUT
 if err != nil {
 fmt.Println("Request failed:", err)
 return
 }

 // Print the statuscode if the request succeeds
 fmt.Println("Response received, status code:", res.StatusCode)
}

根据谷歌主页对你的请求的响应速度，你将收到：

Response received, status code: 200

或者

Request failed: Get http://google.com: context deadline exceeded

你可以使用超时来实现上述两个结果。

陷阱和警告

尽管Go的上下文取消是一个通用的工具，但是在继续之前，有一些事情是你应该记住的。其中最重要的一点是， 上下文只能被取消一次 。

如果你想在同一个操作中提出多个错误，那么使用上下文取消可能不是最好的选择。使用取消的最惯用的方法是，当你真正想要取消某些东西时，而不仅仅是通知下游进程，错误已经发生了。

你需要记住的另一件事是，相同的上下文实例应该传递给所有你可能想要取消的功能和例程。用 WithTimeout 或 WithCancel 来包装已经可取消的上下文将会导致多种可能性，你的上下文可以被取消，并且应该避免。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对我们的支持。