图解Go语言的context了解编程语言核心实现源码

type Context interface {
    // Deadline返回一个到期的timer定时器,以及当前是否以及到期
    Deadline() (deadline time.Time, ok bool)

    // Done在当前上下文完成后返回一个关闭的通道，代表当前context应该被取消，以便goroutine进行清理工作
    // WithCancel:负责在cancel被调用的时候关闭Done
    // WithDeadline: 负责在最后其期限过期时关闭Done
    // WithTimeout:负责超时后关闭done
    Done() <-chan struct{}

    // 如果Done通道没有被关闭则返回nil
    // 否则则会返回一个具体的错误
    // Canceled 被取消
    // DeadlineExceeded 过期
    Err() error
	// 返回对应key的value
    Value(key interface{}) interface{}
}

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"
}

type cancelCtx struct {
    Context

    mu       sync.Mutex            // protects following fields 保护属性
    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
}

func (c *cancelCtx) Done() <-chan struct{} {
    c.mu.Lock()
    if c.done == nil {
        c.done = make(chan struct{})
    }
    d := c.done
    c.mu.Unlock()
    return d
}

func (c *cancelCtx) cancel(removeFromParent bool, err error) {
    if err == nil {
        panic("context: internal error: missing cancel error")
    }
    // context一旦被某个操作操作触发取消后，就不会在进行任何状态的修改
    c.mu.Lock()
    if c.err != nil {
        c.mu.Unlock()
        return // already canceled
    }
    c.err = err
    if c.done == nil {
        c.done = closedchan
    } else {
        // close当前chan
        close(c.done)
    }
    // 调用所有children取消
    for child := range c.children {
        child.cancel(false, err)
    }
    c.children = nil
    c.mu.Unlock()

    // 是否需要从parent context中移除,如果是当前context的取消操作，则需要进行该操作
    // 否则，则上层context会主动进行child的移除工作
    if removeFromParent {
        removeChild(c.Context, c)
    }
}

type timerCtx struct {
    cancelCtx
    timer *time.Timer // timer定时器

    deadline time.Time //终止时间
}

func (c *timerCtx) cancel(removeFromParent bool, err error) {
    c.cancelCtx.cancel(false, err)
    if removeFromParent {
        // Remove this timerCtx from its parent cancelCtx's children.
        removeChild(c.cancelCtx.Context, c)
    }
    c.mu.Lock()
    if c.timer != nil {
        c.timer.Stop() // 停止定时器
        c.timer = nil
    }
    c.mu.Unlock()
}

type valueCtx struct {
    Context
    key, val interface{}
}

func (c *valueCtx) String() string {
    return fmt.Sprintf("%v.WithValue(%#v, %#v)", c.Context, c.key, c.val)
}

func (c *valueCtx) Value(key interface{}) interface{} {
    if c.key == key {
        return c.val
    }
    return c.Context.Value(key)
}

func parentCancelCtx(parent Context) (*cancelCtx, bool) {
	for {
		switch c := parent.(type) {
		case *cancelCtx:
			return c, true	// 找到最近支持cancel的parent，由parent进行取消操作的调用
		case *timerCtx:
			return &c.cancelCtx, true // 找到最近支持cancel的parent，由parent进行取消操作的调用
		case *valueCtx:
			parent = c.Context // 递归
		default:
			return nil, false
		}
	}
}

func propagateCancel(parent Context, child canceler) {
	if parent.Done() == nil {
		return // parent is never canceled
	}
	if p, ok := parentCancelCtx(parent); ok {
		p.mu.Lock()
		if p.err != nil {
			// parent has already been canceled
            // 如果发现parent已经取消就直接进行取消
			child.cancel(false, p.err)
		} else {
			if p.children == nil {
				p.children = make(map[canceler]struct{})
			}
            // 否则加入parent的children map中
			p.children[child] = struct{}{}
		}
		p.mu.Unlock()
	} else {
		go func() {
			select {
			case <-parent.Done():
                // 监听parent DOne完成, 此处也不会向parent进行注册
				child.cancel(false, parent.Err())
			case <-child.Done():
			}
		}()
	}
}

func WithDeadline(parent Context, d time.Time) (Context, CancelFunc) {
	if cur, ok := parent.Deadline(); ok && cur.Before(d) {
		// The current deadline is already sooner than the new one.
		return WithCancel(parent)
	}
	c := &timerCtx{
		cancelCtx: newCancelCtx(parent),
		deadline:  d,
	}
    // 监听parent的取消，或者向parent注册自身
	propagateCancel(parent, c)
	dur := time.Until(d)
	if dur <= 0 {
        // 已经过期
		c.cancel(true, DeadlineExceeded) // deadline has already passed
		return c, func() { c.cancel(false, Canceled) }
	}
	c.mu.Lock()
	defer c.mu.Unlock()
	if c.err == nil {
		c.timer = time.AfterFunc(dur, func() {
            // 构建一个timer定时器，到期后自动调用cancel取消
			c.cancel(true, DeadlineExceeded)
		})
	}
    // 返回取消函数
	return c, func() { c.cancel(true, Canceled) }
}