关于golang的context.WithTimeout的cancel的说明

简介

context是一个在go中时常用到的程序包,google官方开发。特别常见的一个应用场景是由一个请求衍生出的各个goroutine之间需要满足一定的约束关系,以实现一些诸如有效期,中止routine树,传递请求全局变量之类的功能。使用context实现上下文功能约定需要在你的方法的传入参数的第一个传入一个context.Context类型的变量。
比如:

  • 上层需要指定超时的情况: ctx, cancel := context.WithTimeout(ctx, 100*time.Millisecond)
  • 上层需要主动取消的情况:ctx, cancel := context.WithCancel(ctx);需要的地方调用cancel()

问题

对于context包中提供的WithTimeout(本质上调用的是WithDeadline) 方法;官方有这样的说明

// Canceling this context releases resources associated with it, so code should
// call cancel as soon as the operations running in this Context complete:
//
// func slowOperationWithTimeout(ctx context.Context) (Result, error) {
// ctx, cancel := context.WithTimeout(ctx, 100*time.Millisecond)
// defer cancel() // releases resources if slowOperation completes before timeout elapses
// return slowOperation(ctx)
// }

文中说到要尽快调用cancel()用来释放关联的资源,那到底这个cancel做了什么,如果不调用呢?

解释

通过阅读代码可以发现,主要做了四件事)

  1. close(c.done)

    这里c.done,即使没有close,也不会影响GC;猜测是为了防止slowOperation里面又创建的goroutine里面等待c.done,这样可能会阻塞,防止goroutine泄露

  2. 所有的child 调用cancel

    这个就是递归了

  3. delete(p.children, child) 删除自己在上层context的记录

    这个有利于GC,如果不删除掉,这个无用的context对象会一直留着,直到上层对象被GC了

  4. c.timer.Stop() 关闭定时器

    如果在超时发生前,slowOperation结束了,这个时候提前 关闭

但是对于WithTimeout(或者WithDeadline) 有两种情况
1. 一种是发生超时了,这个时候cancel 会自动调用,资源被释放
2. 另一种没有发生超时,也就是slowOperation结束的时候,这个时候需要咱们主动调用cancel;但是即使没有调用,在过期时间到了的时候还是会调用cancel,释放资源

所以:cancel 即使不主动调用,也不影响资源的最终释放,但是提前主动调用,可以尽快的释放,避免等待过期时间之间的浪费;
建议还是按照官方的说明使用,养成良好的习惯,在调用WithTimeout之后defer cancel()

注: 最近在看grpc的源码的时候,就发现了一处没有主动调用cancel的情况;并且给原作者提了一个issue,不过这是因为原作者有特殊用意故意为之的
地址:why not call cancel() after context.WithTimeout, is it a bug or have something another?

### GolangContext 的使用教程 #### 创建和传递 `context.Context` `Context` 是 Go 语言中用于在 goroutine 之间传递请求范围的数据、取消信号和其他内容的标准方式。创建一个新的上下文通常通过调用 `context.Background()` 或者 `context.TODO()` 来实现[^1]。 当需要向现有上下文中添加截止时间、超时或者键值对的时候,可以利用如下函数: - `WithCancel`: 返回带有取消功能的新子上下文; - `WithValue`: 向父级上下文中加入键值对; - `WithDeadline`: 设置绝对结束期限; - `WithTimeout`: 基于当前时间设置相对过期时间; ```go ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second*5) defer cancel() ``` 上述代码片段展示了如何基于背景上下文创建一个具有五秒超时期限的新上下文实例,并立即安排其释放资源的操作[^2]。 #### 取消操作与监听取消事件 为了能够响应取消指令,在启动新的 Goroutines 执行任务之前应该总是先获取到对应的上下文对象以及它的取消方法。一旦不再需要该协程继续运行,则应尽早调用此取消回调来通知其他依赖于此上下文的任务停止工作并清理现场[^3]。 ```go select { case <-time.After(1 * time.Minute): fmt.Println("Operation completed.") case <-ctx.Done(): fmt.Printf("Operation was cancelled or timed out: %v\n", ctx.Err()) } ``` 这段程序会等待一分钟完成某项耗时较长的工作,但如果在此之前关联的上下文被标记为已完成(无论是因为达到了设定的时间限制还是显式地触发了取消),它就会提前退出循环体执行后续逻辑处理[^4]。 #### 错误处理模式 对于由 `Done()` 方法返回通道所携带的信息而言,一般情况下只会有三种可能的结果——正常关闭、由于超时而终止或者是收到外部发出的手动取消命令。因此可以通过检查错误的具体类型来进行相应的异常恢复措施[^5]。 ```go if err != nil && errors.Is(err, context.Canceled) { log.Fatal("Request canceled by the user") } else if err != nil && errors.Is(err, context.DeadlineExceeded){ log.Fatal("Request processing took too long and has been terminated") } ``` 以上示例演示了怎样区分不同类型的取消原因以便采取恰当的动作回应这些状况的发生[^6]。 #### 实际应用场景举例 考虑这样一个场景:构建 RESTful API 接口服务端应用时经常遇到并发请求的情况,此时就可以借助 `net/http` 包内置的支持机制自动将 HTTP 请求映射成合适的上下文结构供内部业务层组件消费使用[^7]。 ```go func handler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) { // Extract context from incoming request. ctx := r.Context() select { case <-time.After(time.Duration(rand.Intn(5)) * time.Second): w.WriteHeader(http.StatusOK) _, _ = io.WriteString(w, "Hello!\n") case <-ctx.Done(): w.WriteHeader(http.StatusServiceUnavailable) _, _ = io.WriteString(w, "Sorry, can't serve your request now.\n") } } ``` 这里定义了一个简单的HTTP处理器函数,它会在随机延迟一段时间之后给客户端发送问候消息,不过如果期间收到了来自上游服务器转发过来的中断指示则改为告知对方暂时无法提供服务[^8]。
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