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Go语言实战案例:使用context控制协程取消

news 2025/8/6 9:09:21

在并发编程中，合理地控制协程（goroutine）的生命周期是保证程序稳定性和资源可控使用的关键。Go语言标准库中的 context 包正是为了解决这一问题而生。它为我们提供了取消信号、超时控制、请求作用域的值传递等功能。

本文将通过一个实际案例，演示如何使用 context 控制协程的取消，避免资源泄露，实现优雅退出。

一、什么是 `context`

context 是 Go 1.7 起加入标准库的一个重要包，用于跨 API 边界传递取消信号、超时时间、截止时间等信息。

主要接口定义如下：

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

其中最关键的是：

• Done()：返回一个 channel，当 context 被取消或超时关闭时，该 channel 会被关闭；
• Err()：返回取消的原因，例如 context.Canceled 或 context.DeadlineExceeded。

二、常见创建方式

Go 提供了以下常用方式创建 context：

ctx := context.Background() // 最顶层、永不取消的 context
ctx, cancel := context.WithCancel(parent) // 手动调用 cancel() 取消
ctx, cancel := context.WithTimeout(parent, 3*time.Second) // 指定超时时间
ctx, cancel := context.WithDeadline(parent, time.Now().Add(3*time.Second)) // 到期时间点

这些 context 都可以传递到协程中，通过 ctx.Done() 控制协程的停止。

三、实战案例：使用 `context` 控制任务协程

场景描述

假设我们要运行一个任务，该任务每秒输出一次“正在处理”，但当主程序在某个时机需要终止它（比如点击“停止按钮”或超时），我们要优雅地通知协程退出。

示例代码

package mainimport ("context""fmt""time"
)func worker(ctx context.Context) {for {select {case <-ctx.Done():fmt.Println("worker 任务被取消:", ctx.Err())returndefault:fmt.Println("worker 正在处理任务...")time.Sleep(1 * time.Second)}}
}func main() {ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())go worker(ctx)// 主线程运行5秒后取消任务time.Sleep(5 * time.Second)cancel()// 等待协程打印结束语time.Sleep(1 * time.Second)fmt.Println("主程序退出")
}

输出结果

worker 正在处理任务...
worker 正在处理任务...
worker 正在处理任务...
worker 正在处理任务...
worker 正在处理任务...
worker 任务被取消: context canceled
主程序退出

可以看到，主程序通过 cancel() 取消了 context，协程立即响应退出了。

四、使用 `context.WithTimeout` 实现超时控制

除了手动调用 cancel，我们还可以通过设定超时时间自动取消任务。

func main() {ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 3*time.Second)defer cancel()go worker(ctx)time.Sleep(5 * time.Second) // 主线程等待更久，看任务是否能自动终止fmt.Println("主程序退出")
}

运行结果类似：

worker 正在处理任务...
worker 正在处理任务...
worker 正在处理任务...
worker 任务被取消: context deadline exceeded
主程序退出

这表示：即使主程序没有主动调用 cancel()，协程也在 3 秒后收到 context 超时通知并正常退出。

五、多个协程共享一个 `context`

我们可以启动多个协程，并使用同一个 context 控制它们：

func main() {ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())for i := 1; i <= 3; i++ {go func(id int) {for {select {case <-ctx.Done():fmt.Printf("协程 %d 接收到取消信号\n", id)returndefault:fmt.Printf("协程 %d 正在工作\n", id)time.Sleep(1 * time.Second)}}}(i)}time.Sleep(4 * time.Second)cancel()time.Sleep(1 * time.Second)fmt.Println("主程序退出")
}

输出：

协程 1 正在工作
协程 2 正在工作
协程 3 正在工作
...（多次输出）
协程 1 接收到取消信号
协程 2 接收到取消信号
协程 3 接收到取消信号
主程序退出

这样我们实现了“一键终止所有协程”。

六、最佳实践建议

• 永远使用 context.WithCancel / WithTimeout 返回的 cancel() 函数，不要忘记 defer cancel()；
• 在需要可控中止的任务（如网络请求、数据库操作、循环处理）中传入 context；
• 对 ctx.Done() 的监听要放在协程内部适当位置，防止资源泄露；
• 在请求链中传递 context，以实现链路级别的取消与超时控制。