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第10章：Context 与取消

学习目标

  • 使用 context 传递取消/超时
  • 在 I/O 与 goroutine 中监听 Done
  • 把 context 融入接口与 HTTP 处理
  • 避免在 context 中存放大对象

章节提纲

  • Background/TODO 与派生上下文
  • WithCancel/Timeout/Deadline 用法
  • select ctx.Done 处理退出与泄漏防护
  • context 在库/接口设计中的位置
  • 不在 context 中存放大数据的原则

基本类型与派生

  • 根 context：context.Background()（服务器/CLI 入口使用），context.TODO()（暂时占位，尽快替换）。
  • 派生：WithCancel（手动取消）、WithTimeout/WithDeadline（自动取消）、WithValue（谨慎传少量元数据）。
  • 取消是可传递的：子 context 取消不会影响父，父取消会立即通知所有子。

示例：

ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 500*time.Millisecond)
defer cancel()
doWork(ctx)

“结构体”是怎么组织的：一条 Context 链

ctx := context.Background()
ctx = context.WithValue(ctx, k, v)
ctx, cancel := context.WithCancel(ctx)
ctx, cancel2 := context.WithTimeout(ctx, time.Second)

在内部就是一条链，大致像这样：

timerCtx
  └─ cancelCtx
       └─ valueCtx
            └─ emptyCtx(background)

每个 wrapper struct 都保存一个 parent Context，并且除了自己负责的那一项，其它方法都转发给 parent（delegation）。

在 goroutine 与 I/O 中监听 Done

  • 长时间运行的 goroutine、阻塞 I/O、循环都要检查 ctx.Done()，退出时释放资源。
  • 使用 select 同时等待业务通道与 ctx.Done()，避免 goroutine 泄漏。

示例：

func worker(ctx context.Context, jobs <-chan Job) {
	for {
		select {
		case j, ok := <-jobs:
			if !ok { //从通道接收时该通道已被关闭（且缓冲被读空）
				return
			}
			process(j)
		case <-ctx.Done():
			return
		}
	}
}

WithTimeout/Deadline 的实践

  • 为外部依赖（HTTP、数据库、队列等）设定超时，防止无限阻塞。
  • 注意：time.After 每次会分配计时器，高频情况下用 time.NewTimer 并复用。
  • context.DeadlineExceeded 与 context.Canceled 是常见错误检查。

在接口与 HTTP 处理中使用 context

  • 将 ctx 作为第一个参数传递：func (s *Service) Fetch(ctx context.Context, id string) error，方便调用栈统一取消。
  • HTTP：r.Context() 获取请求的 ctx；下游调用都用该 ctx；在 handler 里尊重取消，避免继续写响应。
  • gRPC、database/sql 等库自动支持 ctx；确保传递上游 ctx 而非新建无关联的 Background。

WithValue 的使用边界

  • 仅存放与请求范围相关的元数据（如 request-id、用户身份）；避免大对象和可变数据。
  • key 应使用自定义类型避免冲突：type ctxKey string。
  • 不要用 ctx 传递必需的业务参数，保持函数显式参数。

常见陷阱

  • 忘记调用 cancel()：导致计时器和资源泄漏；用 defer cancel() 靠近创建处。
  • 在函数内重新 context.Background()：会丢失上游取消信号，应该接受并传递入参 ctx。
  • 在并发 map/全局变量中存 ctx：ctx 设计为请求级别，完成后应丢弃。
  • 重复关闭结果通道时未监听 ctx：结合 WaitGroup/关闭方约定，避免 panic。

调试与测试

  • 检查取消路径：构造超时/取消测试，验证 goroutine 提前退出。
  • 在模拟依赖时，用 select + ctx.Done() 让 fake 也可被取消。
  • race 检测仍有价值：确保取消后不再访问已释放资源。