62590850a66220027342acbfdcd64218aa11f6b8
[platform/upstream/gcc.git] / libgo / go / context / context.go
1 // Copyright 2014 The Go Authors. All rights reserved.
2 // Use of this source code is governed by a BSD-style
3 // license that can be found in the LICENSE file.
4
5 // Package context defines the Context type, which carries deadlines,
6 // cancellation signals, and other request-scoped values across API boundaries
7 // and between processes.
8 //
9 // Incoming requests to a server should create a Context, and outgoing
10 // calls to servers should accept a Context. The chain of function
11 // calls between them must propagate the Context, optionally replacing
12 // it with a derived Context created using WithCancel, WithDeadline,
13 // WithTimeout, or WithValue. When a Context is canceled, all
14 // Contexts derived from it are also canceled.
15 //
16 // The WithCancel, WithDeadline, and WithTimeout functions take a
17 // Context (the parent) and return a derived Context (the child) and a
18 // CancelFunc. Calling the CancelFunc cancels the child and its
19 // children, removes the parent's reference to the child, and stops
20 // any associated timers. Failing to call the CancelFunc leaks the
21 // child and its children until the parent is canceled or the timer
22 // fires. The go vet tool checks that CancelFuncs are used on all
23 // control-flow paths.
24 //
25 // Programs that use Contexts should follow these rules to keep interfaces
26 // consistent across packages and enable static analysis tools to check context
27 // propagation:
28 //
29 // Do not store Contexts inside a struct type; instead, pass a Context
30 // explicitly to each function that needs it. The Context should be the first
31 // parameter, typically named ctx:
32 //
33 //      func DoSomething(ctx context.Context, arg Arg) error {
34 //              // ... use ctx ...
35 //      }
36 //
37 // Do not pass a nil Context, even if a function permits it. Pass context.TODO
38 // if you are unsure about which Context to use.
39 //
40 // Use context Values only for request-scoped data that transits processes and
41 // APIs, not for passing optional parameters to functions.
42 //
43 // The same Context may be passed to functions running in different goroutines;
44 // Contexts are safe for simultaneous use by multiple goroutines.
45 //
46 // See https://blog.golang.org/context for example code for a server that uses
47 // Contexts.
48 package context
49
50 import (
51         "errors"
52         "internal/reflectlite"
53         "sync"
54         "time"
55 )
56
57 // A Context carries a deadline, a cancellation signal, and other values across
58 // API boundaries.
59 //
60 // Context's methods may be called by multiple goroutines simultaneously.
61 type Context interface {
62         // Deadline returns the time when work done on behalf of this context
63         // should be canceled. Deadline returns ok==false when no deadline is
64         // set. Successive calls to Deadline return the same results.
65         Deadline() (deadline time.Time, ok bool)
66
67         // Done returns a channel that's closed when work done on behalf of this
68         // context should be canceled. Done may return nil if this context can
69         // never be canceled. Successive calls to Done return the same value.
70         //
71         // WithCancel arranges for Done to be closed when cancel is called;
72         // WithDeadline arranges for Done to be closed when the deadline
73         // expires; WithTimeout arranges for Done to be closed when the timeout
74         // elapses.
75         //
76         // Done is provided for use in select statements:
77         //
78         //  // Stream generates values with DoSomething and sends them to out
79         //  // until DoSomething returns an error or ctx.Done is closed.
80         //  func Stream(ctx context.Context, out chan<- Value) error {
81         //      for {
82         //              v, err := DoSomething(ctx)
83         //              if err != nil {
84         //                      return err
85         //              }
86         //              select {
87         //              case <-ctx.Done():
88         //                      return ctx.Err()
89         //              case out <- v:
90         //              }
91         //      }
92         //  }
93         //
94         // See https://blog.golang.org/pipelines for more examples of how to use
95         // a Done channel for cancellation.
96         Done() <-chan struct{}
97
98         // If Done is not yet closed, Err returns nil.
99         // If Done is closed, Err returns a non-nil error explaining why:
100         // Canceled if the context was canceled
101         // or DeadlineExceeded if the context's deadline passed.
102         // After Err returns a non-nil error, successive calls to Err return the same error.
103         Err() error
104
105         // Value returns the value associated with this context for key, or nil
106         // if no value is associated with key. Successive calls to Value with
107         // the same key returns the same result.
108         //
109         // Use context values only for request-scoped data that transits
110         // processes and API boundaries, not for passing optional parameters to
111         // functions.
112         //
113         // A key identifies a specific value in a Context. Functions that wish
114         // to store values in Context typically allocate a key in a global
115         // variable then use that key as the argument to context.WithValue and
116         // Context.Value. A key can be any type that supports equality;
117         // packages should define keys as an unexported type to avoid
118         // collisions.
119         //
120         // Packages that define a Context key should provide type-safe accessors
121         // for the values stored using that key:
122         //
123         //      // Package user defines a User type that's stored in Contexts.
124         //      package user
125         //
126         //      import "context"
127         //
128         //      // User is the type of value stored in the Contexts.
129         //      type User struct {...}
130         //
131         //      // key is an unexported type for keys defined in this package.
132         //      // This prevents collisions with keys defined in other packages.
133         //      type key int
134         //
135         //      // userKey is the key for user.User values in Contexts. It is
136         //      // unexported; clients use user.NewContext and user.FromContext
137         //      // instead of using this key directly.
138         //      var userKey key
139         //
140         //      // NewContext returns a new Context that carries value u.
141         //      func NewContext(ctx context.Context, u *User) context.Context {
142         //              return context.WithValue(ctx, userKey, u)
143         //      }
144         //
145         //      // FromContext returns the User value stored in ctx, if any.
146         //      func FromContext(ctx context.Context) (*User, bool) {
147         //              u, ok := ctx.Value(userKey).(*User)
148         //              return u, ok
149         //      }
150         Value(key interface{}) interface{}
151 }
152
153 // Canceled is the error returned by Context.Err when the context is canceled.
154 var Canceled = errors.New("context canceled")
155
156 // DeadlineExceeded is the error returned by Context.Err when the context's
157 // deadline passes.
158 var DeadlineExceeded error = deadlineExceededError{}
159
160 type deadlineExceededError struct{}
161
162 func (deadlineExceededError) Error() string   { return "context deadline exceeded" }
163 func (deadlineExceededError) Timeout() bool   { return true }
164 func (deadlineExceededError) Temporary() bool { return true }
165
166 // An emptyCtx is never canceled, has no values, and has no deadline. It is not
167 // struct{}, since vars of this type must have distinct addresses.
168 type emptyCtx int
169
170 func (*emptyCtx) Deadline() (deadline time.Time, ok bool) {
171         return
172 }
173
174 func (*emptyCtx) Done() <-chan struct{} {
175         return nil
176 }
177
178 func (*emptyCtx) Err() error {
179         return nil
180 }
181
182 func (*emptyCtx) Value(key interface{}) interface{} {
183         return nil
184 }
185
186 func (e *emptyCtx) String() string {
187         switch e {
188         case background:
189                 return "context.Background"
190         case todo:
191                 return "context.TODO"
192         }
193         return "unknown empty Context"
194 }
195
196 var (
197         background = new(emptyCtx)
198         todo       = new(emptyCtx)
199 )
200
201 // Background returns a non-nil, empty Context. It is never canceled, has no
202 // values, and has no deadline. It is typically used by the main function,
203 // initialization, and tests, and as the top-level Context for incoming
204 // requests.
205 func Background() Context {
206         return background
207 }
208
209 // TODO returns a non-nil, empty Context. Code should use context.TODO when
210 // it's unclear which Context to use or it is not yet available (because the
211 // surrounding function has not yet been extended to accept a Context
212 // parameter).
213 func TODO() Context {
214         return todo
215 }
216
217 // A CancelFunc tells an operation to abandon its work.
218 // A CancelFunc does not wait for the work to stop.
219 // A CancelFunc may be called by multiple goroutines simultaneously.
220 // After the first call, subsequent calls to a CancelFunc do nothing.
221 type CancelFunc func()
222
223 // WithCancel returns a copy of parent with a new Done channel. The returned
224 // context's Done channel is closed when the returned cancel function is called
225 // or when the parent context's Done channel is closed, whichever happens first.
226 //
227 // Canceling this context releases resources associated with it, so code should
228 // call cancel as soon as the operations running in this Context complete.
229 func WithCancel(parent Context) (ctx Context, cancel CancelFunc) {
230         c := newCancelCtx(parent)
231         propagateCancel(parent, &c)
232         return &c, func() { c.cancel(true, Canceled) }
233 }
234
235 // newCancelCtx returns an initialized cancelCtx.
236 func newCancelCtx(parent Context) cancelCtx {
237         return cancelCtx{Context: parent}
238 }
239
240 // propagateCancel arranges for child to be canceled when parent is.
241 func propagateCancel(parent Context, child canceler) {
242         if parent.Done() == nil {
243                 return // parent is never canceled
244         }
245         if p, ok := parentCancelCtx(parent); ok {
246                 p.mu.Lock()
247                 if p.err != nil {
248                         // parent has already been canceled
249                         child.cancel(false, p.err)
250                 } else {
251                         if p.children == nil {
252                                 p.children = make(map[canceler]struct{})
253                         }
254                         p.children[child] = struct{}{}
255                 }
256                 p.mu.Unlock()
257         } else {
258                 go func() {
259                         select {
260                         case <-parent.Done():
261                                 child.cancel(false, parent.Err())
262                         case <-child.Done():
263                         }
264                 }()
265         }
266 }
267
268 // parentCancelCtx follows a chain of parent references until it finds a
269 // *cancelCtx. This function understands how each of the concrete types in this
270 // package represents its parent.
271 func parentCancelCtx(parent Context) (*cancelCtx, bool) {
272         for {
273                 switch c := parent.(type) {
274                 case *cancelCtx:
275                         return c, true
276                 case *timerCtx:
277                         return &c.cancelCtx, true
278                 case *valueCtx:
279                         parent = c.Context
280                 default:
281                         return nil, false
282                 }
283         }
284 }
285
286 // removeChild removes a context from its parent.
287 func removeChild(parent Context, child canceler) {
288         p, ok := parentCancelCtx(parent)
289         if !ok {
290                 return
291         }
292         p.mu.Lock()
293         if p.children != nil {
294                 delete(p.children, child)
295         }
296         p.mu.Unlock()
297 }
298
299 // A canceler is a context type that can be canceled directly. The
300 // implementations are *cancelCtx and *timerCtx.
301 type canceler interface {
302         cancel(removeFromParent bool, err error)
303         Done() <-chan struct{}
304 }
305
306 // closedchan is a reusable closed channel.
307 var closedchan = make(chan struct{})
308
309 func init() {
310         close(closedchan)
311 }
312
313 // A cancelCtx can be canceled. When canceled, it also cancels any children
314 // that implement canceler.
315 type cancelCtx struct {
316         Context
317
318         mu       sync.Mutex            // protects following fields
319         done     chan struct{}         // created lazily, closed by first cancel call
320         children map[canceler]struct{} // set to nil by the first cancel call
321         err      error                 // set to non-nil by the first cancel call
322 }
323
324 func (c *cancelCtx) Done() <-chan struct{} {
325         c.mu.Lock()
326         if c.done == nil {
327                 c.done = make(chan struct{})
328         }
329         d := c.done
330         c.mu.Unlock()
331         return d
332 }
333
334 func (c *cancelCtx) Err() error {
335         c.mu.Lock()
336         err := c.err
337         c.mu.Unlock()
338         return err
339 }
340
341 type stringer interface {
342         String() string
343 }
344
345 func contextName(c Context) string {
346         if s, ok := c.(stringer); ok {
347                 return s.String()
348         }
349         return reflectlite.TypeOf(c).String()
350 }
351
352 func (c *cancelCtx) String() string {
353         return contextName(c.Context) + ".WithCancel"
354 }
355
356 // cancel closes c.done, cancels each of c's children, and, if
357 // removeFromParent is true, removes c from its parent's children.
358 func (c *cancelCtx) cancel(removeFromParent bool, err error) {
359         if err == nil {
360                 panic("context: internal error: missing cancel error")
361         }
362         c.mu.Lock()
363         if c.err != nil {
364                 c.mu.Unlock()
365                 return // already canceled
366         }
367         c.err = err
368         if c.done == nil {
369                 c.done = closedchan
370         } else {
371                 close(c.done)
372         }
373         for child := range c.children {
374                 // NOTE: acquiring the child's lock while holding parent's lock.
375                 child.cancel(false, err)
376         }
377         c.children = nil
378         c.mu.Unlock()
379
380         if removeFromParent {
381                 removeChild(c.Context, c)
382         }
383 }
384
385 // WithDeadline returns a copy of the parent context with the deadline adjusted
386 // to be no later than d. If the parent's deadline is already earlier than d,
387 // WithDeadline(parent, d) is semantically equivalent to parent. The returned
388 // context's Done channel is closed when the deadline expires, when the returned
389 // cancel function is called, or when the parent context's Done channel is
390 // closed, whichever happens first.
391 //
392 // Canceling this context releases resources associated with it, so code should
393 // call cancel as soon as the operations running in this Context complete.
394 func WithDeadline(parent Context, d time.Time) (Context, CancelFunc) {
395         if cur, ok := parent.Deadline(); ok && cur.Before(d) {
396                 // The current deadline is already sooner than the new one.
397                 return WithCancel(parent)
398         }
399         c := &timerCtx{
400                 cancelCtx: newCancelCtx(parent),
401                 deadline:  d,
402         }
403         propagateCancel(parent, c)
404         dur := time.Until(d)
405         if dur <= 0 {
406                 c.cancel(true, DeadlineExceeded) // deadline has already passed
407                 return c, func() { c.cancel(false, Canceled) }
408         }
409         c.mu.Lock()
410         defer c.mu.Unlock()
411         if c.err == nil {
412                 c.timer = time.AfterFunc(dur, func() {
413                         c.cancel(true, DeadlineExceeded)
414                 })
415         }
416         return c, func() { c.cancel(true, Canceled) }
417 }
418
419 // A timerCtx carries a timer and a deadline. It embeds a cancelCtx to
420 // implement Done and Err. It implements cancel by stopping its timer then
421 // delegating to cancelCtx.cancel.
422 type timerCtx struct {
423         cancelCtx
424         timer *time.Timer // Under cancelCtx.mu.
425
426         deadline time.Time
427 }
428
429 func (c *timerCtx) Deadline() (deadline time.Time, ok bool) {
430         return c.deadline, true
431 }
432
433 func (c *timerCtx) String() string {
434         return contextName(c.cancelCtx.Context) + ".WithDeadline(" +
435                 c.deadline.String() + " [" +
436                 time.Until(c.deadline).String() + "])"
437 }
438
439 func (c *timerCtx) cancel(removeFromParent bool, err error) {
440         c.cancelCtx.cancel(false, err)
441         if removeFromParent {
442                 // Remove this timerCtx from its parent cancelCtx's children.
443                 removeChild(c.cancelCtx.Context, c)
444         }
445         c.mu.Lock()
446         if c.timer != nil {
447                 c.timer.Stop()
448                 c.timer = nil
449         }
450         c.mu.Unlock()
451 }
452
453 // WithTimeout returns WithDeadline(parent, time.Now().Add(timeout)).
454 //
455 // Canceling this context releases resources associated with it, so code should
456 // call cancel as soon as the operations running in this Context complete:
457 //
458 //      func slowOperationWithTimeout(ctx context.Context) (Result, error) {
459 //              ctx, cancel := context.WithTimeout(ctx, 100*time.Millisecond)
460 //              defer cancel()  // releases resources if slowOperation completes before timeout elapses
461 //              return slowOperation(ctx)
462 //      }
463 func WithTimeout(parent Context, timeout time.Duration) (Context, CancelFunc) {
464         return WithDeadline(parent, time.Now().Add(timeout))
465 }
466
467 // WithValue returns a copy of parent in which the value associated with key is
468 // val.
469 //
470 // Use context Values only for request-scoped data that transits processes and
471 // APIs, not for passing optional parameters to functions.
472 //
473 // The provided key must be comparable and should not be of type
474 // string or any other built-in type to avoid collisions between
475 // packages using context. Users of WithValue should define their own
476 // types for keys. To avoid allocating when assigning to an
477 // interface{}, context keys often have concrete type
478 // struct{}. Alternatively, exported context key variables' static
479 // type should be a pointer or interface.
480 func WithValue(parent Context, key, val interface{}) Context {
481         if key == nil {
482                 panic("nil key")
483         }
484         if !reflectlite.TypeOf(key).Comparable() {
485                 panic("key is not comparable")
486         }
487         return &valueCtx{parent, key, val}
488 }
489
490 // A valueCtx carries a key-value pair. It implements Value for that key and
491 // delegates all other calls to the embedded Context.
492 type valueCtx struct {
493         Context
494         key, val interface{}
495 }
496
497 // stringify tries a bit to stringify v, without using fmt, since we don't
498 // want context depending on the unicode tables. This is only used by
499 // *valueCtx.String().
500 func stringify(v interface{}) string {
501         switch s := v.(type) {
502         case stringer:
503                 return s.String()
504         case string:
505                 return s
506         }
507         return "<not Stringer>"
508 }
509
510 func (c *valueCtx) String() string {
511         return contextName(c.Context) + ".WithValue(type " +
512                 reflectlite.TypeOf(c.key).String() +
513                 ", val " + stringify(c.val) + ")"
514 }
515
516 func (c *valueCtx) Value(key interface{}) interface{} {
517         if c.key == key {
518                 return c.val
519         }
520         return c.Context.Value(key)
521 }