go语言中context的用法

0 概述

Context 是 Go 语言中非常重要的一个概念，它主要用于跨多个函数或 goroutine 传递 取消信号、超时控制、截止时间 和 请求范围数据。在并发编程中，Context 提供了更好的控制和管理，尤其是当你需要在多个 goroutine 之间传递状态或进行资源清理时。

1 主要功能

Context 主要有以下几个功能：

• 取消信号：通知一个或多个 goroutine 取消它们正在执行的工作。
• 超时和截止时间：指定操作的最大执行时间，防止阻塞操作过长时间。
• 传递请求范围数据：携带请求范围内的数据，通常用于请求 ID、用户信息等。

2 Context 的三种基本类型

Go 中的 context 包提供了几种常用的 Context 类型：

• context.Background()：通常作为根 Context，表示没有附加数据或取消信号的上下文。它通常是根上下文，作为其他上下文的父上下文。
• context.TODO()：表示你暂时没有确定使用什么样的 Context，通常用于占位。
• context.WithCancel(parent)：创建一个可取消的 Context，并返回一个取消函数，当你调用这个函数时，Context 会被取消。
• context.WithTimeout(parent, timeout)：创建一个带有超时的 Context，指定最大等待时间，超过这个时间会自动取消。
• context.WithDeadline(parent, deadline)：指定一个具体的截止时间，超过这个时间后自动取消。
• context.WithValue(parent, key, value)：创建一个携带键值对数据的 Context，通常用于传递请求级别的数据（例如，用户身份信息）。

3 常见用法举例

3.1 context.WithCancel传递取消信号

主要场景：

• 手动控制并发任务的终止。
• 优雅退出：在一个任务中途需要取消时，用 cancel() 通知所有相关的 goroutine 停止执行。

代码示例：

package mainimport ("context""fmt""time"
)func main() {// 创建一个可取消的 Contextctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())// 启动一个 goroutine，监听取消信号go func(ctx context.Context) {for {select {case <-ctx.Done(): // 检测到取消信号fmt.Println("Goroutine stopped")returndefault:// 模拟工作fmt.Println("Working...")time.Sleep(1 * time.Second)}}}(ctx)// 主线程等待 3 秒后取消time.Sleep(3 * time.Second)cancel() // 发送取消信号// 等待 goroutine 退出time.Sleep(1 * time.Second)fmt.Println("Main program exited")
}

解释：

1. 主线程创建了一个带有取消功能的上下文 ctx。
2. 子 goroutine 使用 ctx.Done() 监听取消信号。
3. 主线程 3 秒后调用 cancel()，子 goroutine 检测到信号后优雅退出。

3.2 使用 WithTimeout 设置超时

context.WithTimeout 用于设置一个超时时间，超过该时间后 Context 会自动取消，适用于需要限时执行的操作。防止某些任务阻塞的时间过长。

package mainimport ("context""fmt""time"
)func main() {// 设置超时时间为 2 秒ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 2*time.Second)defer cancel() // 确保超时后取消 ctx// 启动一个模拟长时间执行的任务go longRunningTask(ctx)// 等待超时或任务完成<-ctx.Done()if ctx.Err() == context.DeadlineExceeded {fmt.Println("Timeout reached")}
}func longRunningTask(ctx context.Context) {select {case <-time.After(3 * time.Second): // 模拟长时间任务fmt.Println("Task completed")case <-ctx.Done():// 任务被取消或超时fmt.Println("Task cancelled due to timeout")}
}

WithDeadline 的用法和Withtimeout用法类似，只是一个传入的参数是等待时间，一个传入的参数是截止时间。

3.3 使用 WithValue 传递数据

context.WithValue 可以在 Context 中存储键值对，通常用于传递请求级别的数据（例如用户身份、请求 ID 等）。

package mainimport ("context""fmt"
)func main() {// 创建一个上下文并传递数据ctx := context.WithValue(context.Background(), "userID", 12345)// 将 ctx 传递给其他函数processRequest(ctx)
}func processRequest(ctx context.Context) {// 从 ctx 中提取数据userID := ctx.Value("userID")if userID != nil {fmt.Println("User ID:", userID)} else {fmt.Println("No user ID found")}
}

使用 WithValue 小心：context.WithValue 并不是用于传递大量数据的，主要用于传递少量的上下文信息，比如请求 ID 等。如果传递过多的数据，会使得 Context 难以维护。

4 常用的相关方法和常量

• ctx.Done()：返回一个 channel，当 Context 被取消时该 channel 会被关闭。
• ctx.Err()：返回 Context 被取消的错误，通常是 context.Canceled 或 context.DeadlineExceeded。
• ctx.Value(key)：获取在 Context 中传递的数据。

5 context如何控制goroutine的执行

从上面的举例可以看出，在每个goroutine中通过判断ctx.Done()是否被执行，从而知道任务是否被取消/超时/到达截止日期。

当 Context 被取消（调用 cancel()）或超时/到达截止时间时，ctx.Done() 所关联的 channel 会关闭，此时select语句就可以执行ctx.Done()对应的分支。