1. 简介
context是Go语言中一个非常重要的标准库，用于传递请求的上下文，可以用来在同一请求范围内的多个函数之间传递元数据、请求的截止时间和请求的取消信号。在网络编程中，我们常常需要实现请求缓存的功能，而context提供了一个非常优秀的方式来实现请求缓存，下面我们来一步步了解如何使用context实现请求缓存。
2. context概述
在开始使用context实现请求缓存之前，我们需要对context有一个比较清晰的认识，它的大致作用和范围是什么。context的主要作用是传递请求的上下文信息，包括截止时间、元数据、取消信号等。context的使用原则是：不要将context保存在结构体中，只要在函数调用链上传递它即可。通常情况下，context都是通过函数参数传递的，例如http处理函数中的req.Context()，即请求的上下文信息。context可以在处理多个请求的同时进行，并且能够跨越Goroutines进行传递。当需要取消一个请求时，只需要调用context.WithCancel()方法即可，函数内部实现了信号的传递，协程的协调等线程间通信的功能。如果请求被取消了，context会自动向所有和该context相关的协程发送取消信号，并执行相应的处理逻辑。
3. context的使用
3.1 传递请求信息
context最常见的用途是传递请求信息，在Go web开发中，我们可以通过在http.Request对象中添加context信息来传递请求信息，在处理函数中查找所需的上下文信息。例如，以下是使用context将请求参数传递到发起请求的函数中的示例：
func listUser(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
ctx := context.WithValue(r.Context(), "limit", "10")
nextPageURL := fmt.Sprintf("/users?offset=%v", "10")
fmt.Fprintf(w, `next`, nextPageURL)
// pass ctx to next handler
nextHandler(ctx, w, r)
}
我们在上面的例子中使用WithValue()方法将请求参数添加到context中，并将context传递给下一个处理函数。在下一个处理函数中，使用Value()方法检索请求参数，例如：
func paginate(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
limit := r.Context().Value("limit").(string)
// use some logic to get users with a given limit
}
使用context传递请求参数的方式看起来比较简单直接，但是如果context在小数据块中传递，它可以仍然会在开发过程中产生复杂性。在实现请求缓存的功能时，我们需要在context中保存更多的数据，因此我们需要考虑更好的方式来使用context传递请求信息。
3.2 实现请求缓存
在实现请求缓存之前，我们需要先了解什么是请求缓存以及为什么需要请求缓存。请求缓存是指在处理请求时，如果发现已经处理过相同的请求（或者说相同的参数），就可以直接返回结果而不需要再执行一次处理逻辑。这样可以大大提升处理效率，尤其是在对一些相对复杂、计算量大的问题时，请求缓存具有非常明显的优势。那么，我们如何使用context来实现请求缓存呢？下面是实现请求缓存的示例代码：
var cache = make(map[string]interface{})
// handle list products request
func list(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
query := r.URL.Query().Get("q")
if val, ok := cache[query]; ok {
fmt.Fprintln(w, val)
return
}
ctx, cancel := context.WithTimeout(r.Context(), 5*time.Second)
defer cancel()
result, err := longProcess(ctx, query)
if err != nil {
log.Println(err)
return
}
fmt.Fprintln(w, result)
//cache result
cache[query] = result
}
在上面的示例中，我们首先尝试从缓存中获取请求结果并直接返回，而不是再次处理相同的请求。如果结果不存在，就创建一个带有截止时间的context，并将其传递给longProcess()函数。在longProcess()函数中，当context在5秒内被取消时，我们可以从函数中返回一个错误。一旦数值被求出并写回响应后，我们将结果保存在缓存中以查询它的效率。在并发环境下，对于高频请求，使用请求缓存可以显著提高程序的性能。需要注意如果缓存的数据过期或者内存不足的情况下需要再次进行查询计算。
4. 总结
本文介绍了如何使用Go语言的context实现网络编程中的请求缓存，首先对context的概新做了一个简要的说明，然后介绍了如何使用context传递请求参数，最后针对请求缓存的场景，介绍了如何使用context来实现请求缓存。实现请求缓存根据具体业务场景不同，可以考虑使用内存缓存、Redis等支持高并发读写的存储方案，其中内存缓存使用代码相对简单，但其缓存服务不可扩展。而Redis等分布式缓存服务则可以提供可扩展的缓存服务，但需要注意配置和网络传输需要的额外时间。