3.6 Context：下班铃与任务取消

3.6 Context：下班铃与任务取消

本节摘要：context 是 Go 传递取消信号、截止时间与请求级元数据的标准机制，一个根 context 派生出一棵取消树，铃响全树皆知。本节讲四种派生方式、超时模板与值传递的规矩。学完本节，你能在任意深度的调用链上实现体面收工，这是生产级并发服务的最后一根支柱。

员工会派、会传话、会监听、会互斥了，但 3.2 节留了一个悬念：goroutine 不能被强杀，退出只能靠自查信号。那信号从哪来、怎么保证一条几十层的调用链上每个环节都听得到？答案就是本章最后一件工具——context，调度中心的下班铃：铃声沿组织树层层下达，任何一级员工听到铃都立即收工。本章到此收口，第 4 章将带着全套工具处理真实故障。

取消树：一铃响，全树停

context 的设计是树形的：根 context 由 main 或请求入口创建，每往下一层调用，就派生一个子 context；任何一层取消，它下面的整棵子树全部收到信号。四个派生函数各有分工：

• WithCancel：手动取消，铃在自己手里。
• WithTimeout：倒计时取消，到点自动响。
• WithDeadline：定点取消，指定时刻响。
• WithValue：挂请求级元数据（如追踪号），与取消无关但共用同一棵树。

package main

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

// deepTask 模拟深层调用：每层都检查铃声
func deepTask(ctx context.Context, depth int) {
	select {
	case <-time.After(80 * time.Millisecond): // 干完自己的活
		fmt.Printf("第 %d 层：正常完工\n", depth)
	case <-ctx.Done(): // 铃响了
		fmt.Printf("第 %d 层：听到铃声，中止\n", depth)
	}
}

func main() {
	ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 50*time.Millisecond)
	defer cancel() // 惯例：无论是否超时都调用，释放定时器资源

	deepTask(ctx, 1)
	deepTask(ctx, 2)
	fmt.Println("调度台：本轮任务结束（部分中止）")
}
// 运行输出:
// 第 1 层：听到铃声，中止
// 第 2 层：听到铃声，中止
// 调度台：本轮任务结束（部分中止）
​

三处细节值得放大。第一，ctx.Done 返回一个只收窗口，铃声就是 3.2 说的 close 广播——取消在底层正是关闭这个窗口。第二，ctx 总是作为函数第一个参数，命名就叫 ctx，这是全社区统一的签名公约，工具链与代码评审都依赖它。第三，defer cancel 不是可有可无的礼貌：不调用会泄漏定时器与 context 节点，长驻服务里积少成多。

图 3-6：一棵取消树的传导

标准超时模板：把 select 组合进来

真实业务里，"取消"往往发生在等某个耗时操作的半路上，标准姿势是把 ctx.Done 与操作结果放进同一个 select——3.4 的竞速模板在这里完成最后一块拼图：

package main

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

func query(ctx context.Context) (string, error) {
	ch := make(chan string, 1) // 缓冲 1：超时后慢查询完成也有处安放
	go func() {
		time.Sleep(120 * time.Millisecond) // 模拟慢查询
		ch <- "查询结果"
	}()

	select {
	case r := <-ch:
		return r, nil
	case <-ctx.Done():
		return "", ctx.Err() // DeadlineExceeded 或 Canceled
	}
}

func main() {
	ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 60*time.Millisecond)
	defer cancel()

	r, err := query(ctx)
	fmt.Println("结果:", r, "错误:", err)
}
// 运行输出:
// 结果:  错误: context deadline exceeded
​

ctx.Err 告诉你铃声的性质：DeadlineExceeded 是超时，Canceled 是人为取消。调用方据此区分"该重试"与"该放弃"。再啰嗦一次那个缓冲：没有它，超时返回后内部 goroutine 会卡在发送上——3.4 的教训在 context 场景里原样适用。

WithValue：能不用就不用

context 能挂键值对，沿树向下查询，典型用途是链路追踪号、鉴权身份这类"横切数据"。两条纪律：键用自定义类型而非字符串，避免跨包碰撞；只放请求级元数据，永远不要拿它传业务参数——函数参数缺席被迫去 ctx 里捞值，是依赖关系腐化的标志：

type traceKey struct{}

func withTrace(ctx context.Context, id string) context.Context {
	return context.WithValue(ctx, traceKey{}, id) // 自定义类型作键
}

func readTrace(ctx context.Context) string {
	if v, ok := ctx.Value(traceKey{}).(string); ok { // 断言回具体类型
		return v
	}
	return "无追踪号"
}
// 入口 withTrace 后，链路上任意一层 readTrace 都能取到同一个追踪号
​

完整案例：一次带全链路超时的巡检

背景：巡检一个服务要连做三步：取地址、探活、记录结果。要求整轮预算一百毫秒，任何一步卡住都不能拖垮整体。

操作：入口建根 context 与总预算；每步用同一个 ctx 派生自己的操作；探活慢于预算时全链立即中止。

package main

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

func probe(ctx context.Context) (string, error) {
	select {
	case <-time.After(200 * time.Millisecond): // 探活本身要 200ms
		return "存活", nil
	case <-ctx.Done():
		return "", fmt.Errorf("探活中止: %w", ctx.Err())
	}
}

func main() {
	start := time.Now()
	ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 100*time.Millisecond)
	defer cancel()

	status, err := probe(ctx)
	fmt.Println("状态:", status, "错误:", err, "总耗时:", time.Since(start).Round(time.Millisecond))
}
// 运行输出:
// 状态:  错误: 探活中止: context deadline exceeded 总耗时: 100ms
​

结果：探活虽需两百毫秒，但整轮在预算到期的一刻准时收口，总耗时几乎精确等于预算。

解读：错误信息经百分号 w 包装后同时呈现业务动作与根因，沿 1.5 的链路惯例输出。这里没有锁、没有共享状态，取消能力却贯穿了整条调用链——context 与 channel 组合的典型气质：结构简单，语义完整。

变式：三步巡检改成三路并发（取地址与探活同时进行），任一路失败即取消另一路。实现需要 errgroup 或手写的取消联动，手写一遍会让"树形取消"的成本模型完全透明——这个练习正是 4.1 的开胃菜。

收班要点

• context 是取消树：四种派生函数分工明确，取消只向下游传导。
• ctx 永远是第一个参数，Done 返回只收窗口，Err 区分超时与人为取消。
• defer cancel 必写，不调用的 cancel 就是定时器泄漏。
• 标准超时模板：操作结果与 ctx.Done 同 select，内部窗口记得带缓冲。
• WithValue 只放请求级元数据，键用自定义类型，业务参数走函数签名。

并发基础至此集齐五件套：派活、传话、监听、守护、收工。下一章进入真实战场——并发模式、竞态调查、性能观测与那份实战淬炼出的排错手册。