golang从context源码领悟接口的设计

注：写帖子时go的版本是1.12.7
go语言中实现一个interface不用像其他语言一样需要显示的声明实现接口。go语言只要实现了某interface的方法就可以做类型转换。go语言没有继承的概念，只有Embedding的概念。想深入学习这些用法，阅读源码是最好的方式.Context的源码非常推荐阅读，从中可以领悟出go语言接口设计的精髓。

对外暴露Context接口

Context源码中只对外显露出一个Context接口

type Context interface { Deadline() (deadline time.Time, ok bool) Done() <-chan struct{} Err() error Value(key interface{}) interface{} }

对于Context的实现源码里有一个最基本的实现，就是私有的emptyCtx，他也就是我们经常使用的context.Background()底层的实现，他是一个int类型，实现了Context接口的所有方法，但都是没有做任何处理，都是返回的默认空值。只有String()方法，里有几行代码，去判断emptyCtx的类型来进行相应的字符串输出，String()方法其实是实现了接口Stringer。emptyCtx是整个Context的灵魂，为什么这么说，因为你对context的所有的操作都是基于他去做的再次封装。
注意一下Value(key interface{}) interface{} ,因为还没有泛型，所以能用的做法就是传递或者返回interface{}。不知道Go2会不会加入泛型，说是会加入，但是还没有出最终版，一切都是未知的，因为前一段时间还说会加入try,后来又宣布放弃。

type emptyCtx int func (*emptyCtx) Deadline() (deadline time.Time, ok bool) { return } func (*emptyCtx) Done() <-chan struct{} { return nil } func (*emptyCtx) Err() error { return nil } func (*emptyCtx) Value(key interface{}) interface{} { return nil } func (e *emptyCtx) String() string { switch e { case background: return "context.Background" case todo: return "context.TODO" } return "unknown empty Context" } var ( background = new(emptyCtx) todo = new(emptyCtx) )

在使用Context时我们能直接得到就是background和todo

func Background() Context { return background } func TODO() Context { return todo }

其他所有对外公开的方法都必须传入一个Context做为parent,这里设计的很巧妙，为什么要有parent后面我会详细说。

可以cancel掉的Context

可以cancel掉的context有三个公开的方法，也就是，是否带过期时间的Context

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

Context只用关心自己是否Done()，具体这个是怎么完成的他并不关心，是否可以cancel掉也不是他的业务，所以源码中把这部分功能分开来。
Context最常用的功能就是去监控他的Done()是否已完成，然后判断完成的原因，根据自己的业务展开相应的操作。要提一下Context是线程安全的，他在必要的地方都加了锁处理。Done()的原理:其实是close掉了channel所以所有监控Done()方法都能知道这个Context执行完了。

ctx, cancel := context.WithTimeout(ctx, 100*time.Millisecond) defer cancel() v, err := DoSomething(ctx) if err != nil { return err } select { case <-ctx.Done(): return ctx.Err() case out <- v: }

我这里不缀述Context是如何使用的。这篇帖子主要分析的是源码。
Context可以被cancel掉需要考虑几个问题：

如何处理父或子Context的cancel。

cancel后Context是否也应该删除掉。

我们从源码中来找到答案。
看一下canceler的接口,这是一个独立的私有接口，和Context接口独立开来，Context只做自己的事，并不用关心自己有啥附加的功能，比如现在说的cancel功能，这也是一个很好的例子，如果有需要对Context进行扩展，可以参考他们的代码。

type canceler interface { cancel(removeFromParent bool, err error) Done() <-chan struct{} }

和两个错误

var Canceled = errors.New("context canceled") var DeadlineExceeded error = deadlineExceededError{}

是个是被主动Cancel的错误和一个超时的错误，这两个错误是对外显露的，我们也是根据这两个Error判断Done()是如何完成的。
实现canceler接口的是结构体cancelCtx

// that implement canceler. type cancelCtx struct { Context mu sync.Mutex // protects following fields done chan struct{} // created lazily, closed by first cancel call children map[canceler]struct{} // set to nil by the first cancel call err error // set to non-nil by the first cancel call }

注意：cancelCtx把Context接口Embedding进去了，也就是说cancelCtx多重实现接口，不但是个canceler类型也是一个Context类型。
源码中cancelCtx并没有实现Context接口中的所有的方法，这就是Embedding的强大之处，Context接口的具体实现都是外部传进来的具体Context实现类型来实现的eg: cancelCtx{Context: xxxx}。
还要注意一点就是这两个接口都有各自的Done()方法，cancelCtx有实现自己的Done()方法，也就是说无论转换成canceler接口类型还是Context类型调用Done()方法时，都是他自己的实现

以cancelCtx 为基础还有一个是带过期时间的实现timerCtx

type timerCtx struct { cancelCtx timer *time.Timer // Under cancelCtx.mu. deadline time.Time }