golang_context

在 Go（Golang）中，context 是一个标准库提供的重要机制，用于控制协程（goroutine）之间的取消、超时、截止时间传递，以及上下文数据传递。它是并发编程中管理协程生命周期和避免资源泄漏的核心工具之一。

一、`context` 的主要用途

取消协程（Cancellation）
设置超时时间或截止时间（Timeout / Deadline）
跨 API 传递请求范围的数据（如认证信息、trace id）
防止资源泄露（确保任务完成或及时退出）

二、`context` 的基本接口和实现

接口定义（简化）

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

四个常用的 `context` 构造函数

函数	说明
`context.Background()`	最基础的 context，通常用于 main 函数、初始化或测试中
`context.TODO()`	表示目前还不确定要用哪个 context（类似占位符）
`context.WithCancel(parent)`	返回一个新的 context 和一个取消函数，调用该函数会通知所有衍生的协程退出
`context.WithTimeout(parent, timeout)`	指定超时自动取消
`context.WithDeadline(parent, time.Time)`	指定某一时刻自动取消
`context.WithValue(parent, key, val)`	传递 request-scoped 数据

三、使用示例

1. `WithCancel` 示例：手动取消任务

ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())

go func(ctx context.Context) {
    select {
    case <-ctx.Done():
        fmt.Println("goroutine exit:", ctx.Err())
    }
}(ctx)

time.Sleep(2 * time.Second)
cancel() // 手动取消

2. `WithTimeout` 示例：自动超时取消

ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 2*time.Second)
defer cancel()

select {
case <-time.After(3 * time.Second):
    fmt.Println("operation done")
case <-ctx.Done():
    fmt.Println("timeout:", ctx.Err()) // context deadline exceeded
}

3. `WithValue` 示例：传递请求数据

type key string
ctx := context.WithValue(context.Background(), key("userID"), 42)

func(ctx context.Context) {
    val := ctx.Value(key("userID"))
    fmt.Println("userID:", val)
}(ctx)

⚠️ 建议使用自定义类型作为 key，防止冲突。

四、协程泄露的场景与 context 的意义

很多时候，我们会在协程中执行耗时任务，如果外部请求被取消或超时，协程仍然运行，就会导致资源泄露。

通过 context 的 Done() 通道可以通知协程“取消”：

func doWork(ctx context.Context) {
    for {
        select {
        case <-ctx.Done():
            fmt.Println("work canceled")
            return
        default:
            // 做一些事情
        }
    }
}

五、实践中常见的用法

HTTP 请求生命周期管理（Go 标准库中的 http.Request 已经自带 context）
gRPC 调用（Context 是核心机制）
数据库查询、Redis、消息队列等外部服务调用
微服务链路追踪中传递 trace ID、user token 等

六、注意事项和最佳实践

尽量用 context 控制 goroutine 生命周期
不要滥用 WithValue，它不是万能数据容器
及时调用 cancel()，避免资源泄漏
避免在多个 goroutine 中共享一个可变 context（除非只读）
每层调用传入 context，形成清晰调用链

七、Go 标准库中 context 的使用案例

http.Request.WithContext(ctx)：用于绑定 request 生命周期
sql.DB.QueryContext(ctx)：执行 SQL 时可以中途取消
grpc.NewServer(...opts...)：服务端方法自动接收 context
exec.CommandContext(ctx, ...)：运行外部命令并能中断

总结

特性	描述
可取消	协程间传递取消信号
超时控制	自动取消长时间运行的任务
数据传递	用于 request-scoped 数据
层级结构	子 context 会随着父 context 的取消而取消
通用接口	适用于标准库和第三方库中各种 IO、RPC、任务控制场景