Go：context.Context

什么是 context？

context 是 Go 标准库中用来管理任务生命周期和跨 API 数据传递的工具。它的主要应用场景是在并发编程中，尤其是处理像 HTTP 请求这样有超时限制或需要手动取消的任务。

为了更通俗地理解，可以把 context 想象成一个任务的「管理员」，它可以：

1. 通知任务何时结束（比如超时或取消时）。
2. 传递一些全局信息（比如用户身份或配置）。

从常用例子开始

1. HTTP 请求中的超时控制

假设我们正在写一个 HTTP 服务器，客户端请求要求超时 2 秒：

package main

import (
	"context"
	"fmt"
	"net/http"
	"time"
)

func handler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	// 创建一个带超时的 context，2 秒后自动取消
	ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 2*time.Second)
	defer cancel() // 确保函数结束时释放资源

	// 模拟一个耗时任务
	select {
	case <-time.After(3 * time.Second):
		fmt.Fprintln(w, "Finished task")
	case <-ctx.Done(): // 当 context 超时时，Done 会被触发
		http.Error(w, "Request timed out", http.StatusRequestTimeout)
	}
}

func main() {
	http.HandleFunc("/", handler)
	http.ListenAndServe(":8080", nil)
}

运行逻辑：

• 如果任务完成时间超过 2 秒，ctx.Done() 会收到取消信号，及时停止任务，避免资源浪费。
• context 帮助我们优雅地处理超时。

2. 跨 API 传递请求信息

context 还能传递数据，比如用户的认证信息或请求 ID：

package main

import (
	"context"
	"fmt"
)

func main() {
	// 创建一个带键值对的 context
	ctx := context.WithValue(context.Background(), "userID", 42)

	// 传递 context 到其他函数
	processRequest(ctx)
}

func processRequest(ctx context.Context) {
	// 从 context 中取出数据
	if userID := ctx.Value("userID"); userID != nil {
		fmt.Println("Processing request for user:", userID)
	} else {
		fmt.Println("No user ID found")
	}
}

运行逻辑：

• 主函数设置了 userID，传递给 processRequest。
• 在子函数中，可以从 context 中提取出该数据，实现信息的跨 API 共享。

context 的关键功能

1. 取消信号
   使用 context.WithCancel 来手动通知任务停止：

   ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
   go func() {
       time.Sleep(1 * time.Second)
       cancel() // 通知任务取消
   }()
   
   <-ctx.Done() // 阻塞，直到取消信号被触发
   fmt.Println("Task cancelled")
   

2. 超时控制
   使用 context.WithTimeout 自动取消任务：

   ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 2*time.Second)
   defer cancel()
   
   select {
   case <-time.After(3 * time.Second):
       fmt.Println("Task completed")
   case <-ctx.Done():
       fmt.Println("Timeout:", ctx.Err()) // 输出超时错误
   }
   

3. 数据传递
   使用 context.WithValue 跨 API 传递数据。

为什么需要 context？

1. 解决并发中的控制问题：
   在 Go 中，任务往往是通过 goroutine 并发执行的，但如何优雅地终止任务？传统方法可能需要复杂的 channel 通信，而 context 提供了一个统一的接口。

2. 统一超时和取消机制：
   无需手动编写超时逻辑或全局变量，context 内置了这些功能。

3. 跨 API 共享数据：
   context 可以像字典一样存储键值对，让函数间更方便地传递信息。

常用场景

1. HTTP 请求处理：
   控制请求的超时、取消和数据传递。

2. 数据库操作：
   遇到慢查询时，设置超时或取消。

3. 微服务通信：
   在分布式系统中传递请求 ID 或认证信息。

4. 并发任务协调：
   例如多个 goroutine 需要根据同一个取消信号停止。

总结

通俗来说，context 是 Go 语言中用来管理任务生命周期和传递信息的工具，它让我们可以更方便地实现超时控制、手动取消和跨 API 数据共享，简化了并发编程中的复杂操作。