Go 语言 Context：并发控制的标准答案

Go 语言 Context：并发控制的标准答案

Go 语言的 context 包是并发编程的”任务指挥官”。它管理 goroutine 的生命周期、传播取消信号、传递截止时间。

一、为什么需要 Context？

没有 Context 的痛苦

Context 的核心价值

生活比喻：Context 就像派对策划人
– 知道派对何时开始、何时结束（Deadline/Timeout）
– 能提前通知所有人”派对取消”（Cancellation）
– 携带特殊要求（如着装主题）（Value）

技术价值：
– 统一的生命周期管理
– 标准化的取消信号传播
– 优雅的超时控制
– 请求范围数据传递

二、Context 接口：四个核心方法

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

关键理解：Context 是一种”协作契约”。函数接受 Context 意味着承诺”倾听并遵守”取消信号。

三、创建根 Context

context.Background()

特性：永不取消、无值、无截止时间

使用场景：
– main() 函数启动服务
– 单元测试
– 服务器处理入站请求的顶层

context.TODO()

特性：功能同 Background，但语义是”临时方案”

使用场景：
– 不确定该用哪个 Context 时
– 计划后续重构时

区别：Background 是”正式起点”，TODO 是”待办标记”

// 正确
rootCtx := context.Background()

// 错误！永远不要传递 nil
// var ctx context.Context = nil

四、派生子 Context

4.1 可取消：WithCancel

ctx, cancel := context.WithCancel(parentCtx)
defer cancel()  // 必须调用，释放资源

工作原理：
– 调用 cancel() 函数关闭 ctx.Done() channel
– 取消信号自动传播到所有子 Context
– 必须配合 defer cancel() 使用

4.2 超时控制：WithTimeout

timeoutCtx, cancel := context.WithTimeout(parentCtx, 2*time.Second)
defer cancel()

特点：相对时间，2 秒后自动取消

本质：WithTimeout 是 WithDeadline 的便捷包装

4.3 截止时间：WithDeadline

deadlineCtx, cancel := context.WithDeadline(parentCtx, time.Date(2025, 12, 31, 23, 59, 59, time.UTC))
defer cancel()

特点：绝对时间点，到达即取消

4.4 传递数据：WithValue

type userIDKey string

ctx := context.WithValue(parentCtx, userIDKey("userID"), 123)
userID := ctx.Value(userIDKey).(int)

最佳实践：
– 定义自定义键类型（避免冲突）
– 只传递请求范围数据
– 不要传递普通函数参数

五、完整示例

package main

import (
    "context"
    "fmt"
    "time"
)

func worker(ctx context.Context, id int) {
    for {
        select {
        case <-time.After(1 * time.Second):
            fmt.Printf("Worker %d: working...\n", id)
        case <-ctx.Done():
            fmt.Printf("Worker %d: stopped, reason: %v\n", id, ctx.Err())
            return
        }
    }
}

func main() {
    rootCtx := context.Background()

    // 3 秒超时
    timeoutCtx, cancel := context.WithTimeout(rootCtx, 3*time.Second)
    defer cancel()

    // 启动两个 worker
    go worker(timeoutCtx, 1)
    go worker(timeoutCtx, 2)

    time.Sleep(5 * time.Second)
    fmt.Println("Main: exiting")
}

输出：

Worker 1: working...
Worker 2: working...
Worker 1: working...
Worker 2: working...
Worker 1: stopped, reason: context deadline exceeded
Worker 2: stopped, reason: context deadline exceeded
Main: exiting

六、常见陷阱

七、小结

Context 的本质：
– ✅ 并发控制的标准方案
– ✅ 生命周期管理的优雅工具
– ✅ Go 协作式并发模型的核心

核心原则：
1. 永远不要传递 nil Context
2. 始终调用 defer cancel()
3. 在 goroutine 中检查 ctx.Done()
4. Value 只传请求范围数据

何时使用：
– HTTP 请求处理
– 数据库/网络调用
– 任何需要控制生命周期的操作

参考链接
– Go 官方博客：https://go.dev/blog/context
– Context 包文档：https://pkg.go.dev/context
– 原文来源：docs.80aj.com