0 引言
本文主要谈谈以下几个方面的内容：
- context的使用。
- context实现原理，哪些是需要注意的地方
- context的最佳实践。
context是Go中广泛使用的程序包，由Google官方开发，在1.7版本引入。它用来简化在多个go routine传递上下文数据、(手动/超时)中止routine树等操作，比如，官方http包使用context传递请求的上下文数据，gRpc使用context来终止某个请求产生的routine树。由于它使用简单，现在基本成了编写go基础库的通用规范。笔者在使用context上有一些经验，遂分享下。
本文主要谈谈以下几个方面的内容：
- context的使用。
- context实现原理，哪些是需要注意的地方。
- 在实践中遇到的问题，分析问题产生的原因。
1 使用
核心接口Context
type Context interface {
// Deadline returns the time when work done on behalf of this context
// should be canceled. Deadline returns ok==false when no deadline is
// set.
Deadline() (deadline time.Time, ok bool)
// Done returns a channel that's closed when work done on behalf of this
// context should be canceled.
Done() <-chan struct{}
// Err returns a non-nil error value after Done is closed.
Err() error
// Value returns the value associated with this context for key.
Value(key interface{}) interface{}
}简单介绍一下其中的方法：
- Done会返回一个channel，当该context被取消的时候，该channel会被关闭，同时对应的使用该context的routine也应该结束并返回。
- Context中的方法是协程安全的，这也就代表了在父routine中创建的context，可以传递给任意数量的routine并让他们同时访问。
- Deadline会返回一个超时时间，routine获得了超时时间后，可以对某些io操作设定超时时间。
- Value可以让routine共享一些数据，当然获得数据是协程安全的。
在请求处理的过程中，会调用各层的函数，每层的函数会创建自己的routine，是一个routine树。所以，context也应该反映并实现成一棵树。
要创建context树，第一步是要有一个根结点。context.Background函数的返回值是一个空的context，经常作为树的根结点，它一般由接收请求的第一个routine创建，不能被取消、没有值、也没有过期时间。
func Background() Context之后该怎么创建其它的子孙节点呢？context包为我们提供了以下函数：
func WithCancel(parent Context) (ctx Context, cancel CancelFunc)
func WithDeadline(parent Context, deadline time.Time) (Context, CancelFunc)
func WithTimeout(parent Context, timeout time.Duration) (Context, CancelFunc)
func WithValue(parent Context, key interface{}, val interface{}) Context这四个函数的第一个参数都是父context，返回一个Context类型的值，这样就层层创建出不同的节点。子节点是从复制父节点得到的，并且根据接收的函数参数保存子节点的一些状态值，然后就可以将它传递给下层的routine了。
WithCancel函数，返回一个额外的CancelFunc函数类型变量，该函数类型的定义为：
type CancelFunc func()调用CancelFunc对象将撤销对应的Context对象，这样父结点的所在的环境中，获得了撤销子节点context的权利，当触发某些条件时，可以调用CancelFunc对象来终止子结点树的所有routine。在子节点的routine中，需要用类似下面的代码来判断何时退出routine：
select {
case <-cxt.Done():
// do some cleaning and return
}根据cxt.Done()判断是否结束。当顶层的Request请求处理结束，或者外部取消了这次请求，就可以cancel掉顶层context，从而使整个请求的routine树得以退出。
WithDeadline和WithTimeout比WithCancel多了一个时间参数，它指示context存活的最长时间。如果超过了过期时间，会自动撤销它的子context。所以context的生命期是由父context的routine和deadline共同决定的。
WithValue返回parent的一个副本，该副本保存了传入的key/value，而调用Context接口的Value(key)方法就可以得到val。注意在同一个context中设置key/value，若key相同，值会被覆盖。
2 原理
2.1 上下文数据的存储与查询
type valueCtx struct {
Context
key, val interface{}
}
func WithValue(parent Context, key, val interface{}) Context {
if key == nil {
panic("nil key")
}
......
return &valueCtx{parent, key, val}
}
func (c *valueCtx) Value(key interface{}) interface{} {
if c.key == key {
return c.val
}
return c.Context.Value(key)
}context上下文数据的存储就像一个树，每个结点只存储一个key/value对。WithValue()保存一个key/value对，它将父context嵌入到新的子context，并在节点中保存了key/value数据。Value()查询key对应的value数据，会从当前context中查询，如果查不到，会递归查询父context中的数据。
值得注意的是，context中的上下文数据并不是全局的，它只查询本节点及父节点们的数据，不能查询兄弟节点的数据。
2.2 手动cancel和超时cancel
cancelCtx中嵌入了父Context，实现了canceler接口：
type cancelCtx struct {
Context // 保存parent Context
done chan struct{}
mu sync.Mutex
children map[canceler]struct{}
err error
}
// A canceler is a context type that can be canceled directly. The
// implementations are *cancelCtx and *timerCtx.
type canceler interface {
cancel(removeFromParent bool, err error)
Done() <-chan struct{}
}cancelCtx结构体中children保存它的所有子canceler， 当外部触发cancel时，会调用children中的所有cancel()来终止所有的cancelCtx。done用来标识是否已被cancel。当外部触发cancel、或者父Context的channel关闭时，此done也会关闭。
type timerCtx struct {
cancelCtx //cancelCtx.Done()关闭的时机：1）用户调用cancel 2）deadline到了 3）父Context的done关闭了
timer *time.Timer
deadline time.Time
}
func WithDeadline(parent Context, deadline time.Time) (Context, CancelFunc) {
......
c := &timerCtx{
cancelCtx: newCancelCtx(parent),
deadline: deadline,
}
propagateCancel(parent, c)
d := time.Until(deadline)
if d <= 0 {
c.cancel(true, DeadlineExceeded) // deadline has already passed
return c, func() { c.cancel(true, Canceled) }
}
c.mu.Lock()
defer c.mu.Unlock()
if c.err == nil {
c.timer = time.AfterFunc(d, func() {
c.cancel(true, DeadlineExceeded)
})
}
return c, func() { c.cancel(true, Canceled) }
}timerCtx结构体中deadline保存了超时的时间，当超过这个时间，会触发cancel。
可以看出，cancelCtx也是一棵树，当触发cancel时，会cancel本结点和其子树的所有cancelCtx。
3 最佳实践
由于go大量的官方库、第三方库使用了context，所以调用接收context的函数时要小心，要清楚context在什么时候cancel，什么行为会触发cancel。笔者在程序经常使用gRpc传出来的context，产生了一些非预期的结果，之后花时间总结了gRpc、内部基础库中context的生命期及行为，以避免出现同样的问题。
