设计原理
在 Goroutine 构成的树形结构中对信号进行同步以减少计算资源的浪费是 context.Context 的最大作用。Go 服务的每一个请求都是通过单独的 Goroutine 处理的^2^ ，HTTP/RPC 请求的处理器会启动新的 Goroutine 访问数据库和其他服务。
使用 Context 同步信号
我们可以通过一个代码片段了解 context.Context 是如何对信号进行同步的。在这段代码中，我们创建了一个过期时间为 1s 的上下文，并向上下文传入 handle 函数，该方法会使用 500ms 的时间处理传入的请求：
func main() {
ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 1*time.Second)
defer cancel()
go handle(ctx, 500*time.Millisecond)
select {
case <-ctx.Done():
fmt.Println("main", ctx.Err())
}
}
func handle(ctx context.Context, duration time.Duration) {
select {
case <-ctx.Done():
fmt.Println("handle", ctx.Err())
case <-time.After(duration):
fmt.Println("process request with", duration)
}
}
因为过期时间大于处理时间，所以我们有足够的时间处理该请求，运行上述代码会打印出下面的内容：
$ go run context.go
process request with 500ms
main context deadline exceeded
handle 函数没有进入超时的 select 分支，但是 main 函数的 select 却会等待 context.Context 超时并打印出 main context deadline exceeded。
如果我们将处理请求时间增加至 1500ms，整个程序都会因为上下文的过期而被中止，：
$ go run context.go
main context deadline exceeded
handle context deadline exceeded
相信这两个例子能够帮助各位读者理解 context.Context 的使用方法和设计原理 — 多个 Goroutine 同时订阅 ctx.Done() 管道中的消息，一旦接收到取消信号就立刻停止当前正在执行的工作。
默认上下文
context 包中最常用的方法还是 context.Background、context.TODO，这两个方法都会返回预先初始化好的私有变量 background 和 todo，它们会在同一个 Go 程序中被复用：
func Background() Context {
return background
}
func TODO() Context {
return todo
}
这两个私有变量都是通过 new(emptyCtx) 语句初始化的，它们是指向私有结构体 context.emptyCtx 的指针，这是最简单、最常用的上下文类型：
type emptyCtx int
func (*emptyCtx) Deadline() (deadline time.Time, ok bool) {
return
}
func (*emptyCtx) Done() <-chan struct{} {
return nil
}
func (*emptyCtx) Err() error {
return nil
}
func (*emptyCtx) Value(key interface{}) interface{} {
return nil
}
从上述代码中，我们不能够发现 context.emptyCtx 通过空方法实现了 context.Context 接口中的所有方法，它没有任何功能。
Context 层级关系
从源代码来看，context.Background 和 context.TODO 也只是互为别名，没有太大的差别，只是在使用和语义上稍有不同：
context.Background是上下文的默认值，所有其他的上下文都应该从它衍生出来；context.TODO应该仅在不确定应该使用哪种上下文时使用；
在多数情况下，如果当前函数没有上下文作为入参，我们都会使用 context.Background 作为起始的上下文向下传递。
取消信号
context.WithCancel 函数能够从 context.Context 中衍生出一个新的子上下文并返回用于取消该上下文的函数。一旦我们执行返回的取消函数，当前上下文以及它的子上下文都会被取消，所有的 Goroutine 都会同步收到这一取消信号。
除了 context.WithCancel 之外，context 包中的另外两个函数 context.WithDeadline 和 context.WithTimeout 也都能创建可以被取消的计时器上下文 context.timerCtx。
context.WithDeadline 在创建 context.timerCtx 的过程中判断了父上下文的截止日期与当前日期，并通过 time.AfterFunc 创建定时器，当时间超过了截止日期后会调用 context.timerCtx.cancel 同步取消信号。
context.timerCtx 内部不仅通过嵌入 context.cancelCtx 结构体继承了相关的变量和方法，还通过持有的定时器 timer 和截止时间 deadline 实现了定时取消的功能。
传值方法
在最后我们需要了解如何使用上下文传值，context 包中的 context.WithValue 能从父上下文中创建一个子上下文，传值的子上下文使用 context.valueCtx 类型：
func WithValue(parent Context, key, val interface{}) Context {
if key == nil {
panic("nil key")
}
if !reflectlite.TypeOf(key).Comparable() {
panic("key is not comparable")
}
return &valueCtx{parent, key, val}
}
context.valueCtx 结构体会将除了 Value 之外的 Err、Deadline 等方法代理到父上下文中，它只会响应 context.valueCtx.Value 方法，该方法的实现也很简单：
type valueCtx struct {
Context
key, val interface{}
}
func (c *valueCtx) Value(key interface{}) interface{} {
if c.key == key {
return c.val
}
return c.Context.Value(key)
}
如果 context.valueCtx 中存储的键值对与 context.valueCtx.Value 方法中传入的参数不匹配，就会从父上下文中查找该键对应的值直到某个父上下文中返回 nil 或者查找到对应的值。
在真正使用传值的功能时我们也应该非常谨慎，使用 context.Context 进行传递参数请求的所有参数一种非常差的设计，比较常见的使用场景是传递请求对应用户的认证令牌以及用于进行分布式追踪的请求 ID。
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