Go语言实战案例:使用context控制协程取消

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：

scss 复制代码

type Context interface {
    Deadline() (deadline time.Time, ok bool)
    Done() <-chan struct{}
    Err() error
    Value(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：

less 复制代码

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

go 复制代码

package main

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

func worker(ctx context.Context) {
    for {
        select {
        case <-ctx.Done():
            fmt.Println("worker 任务被取消:", ctx.Err())
            return
        default:
            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

erlang 复制代码

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。

css 复制代码

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：

erlang 复制代码

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：

css 复制代码

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)
                    return
                default:
                    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：

复制代码

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。

七、结语

context 是 Go 并发控制中不可或缺的利器。它不仅解决了协程取消的痛点，还能为任务设置统一的生命周期控制逻辑，是构建高可靠网络服务、后台任务系统、爬虫等并发程序的基础设施。

如果你还没有在项目中大量使用它，不妨从今天开始重构代码，使用 context 管理协程生命周期，让你的 Go 程序更稳定、更可控！