Как устроены контексты в языке Go?

Контекст (context.Context) в Go используется для передачи информации о дедлайнах, отмене и других данных между API границами. Он представляет собой дерево: каждый контекст является дочерним по отношению к другому, кроме корневого (context.Background() или context.TODO()).

Основные методы интерфейса context.Context:

• Deadline() (deadline time.Time, ok bool): Возвращает дедлайн контекста.
• Done() <-chan struct{}: Возвращает канал, который закрывается при отмене контекста.
• Err() error: Возвращает ошибку, которая привела к отмене контекста.
• Value(key any) any: Возвращает значение, связанное с ключом в контексте.

Создаются с помощью функций пакета context:

• context.Background(): Корневой пустой контекст, используется как основа для главного процесса.
• context.TODO(): Используется как заглушка, когда неизвестно, какой контекст использовать.
• context.WithCancel(parent Context): Создает дочерний контекст и функцию отмены.
• context.WithDeadline(parent Context, d time.Time): Создает дочерний контекст с дедлайном.
• context.WithTimeout(parent Context, timeout time.Duration): Создает дочерний контекст с таймаутом.
• context.WithValue(parent Context, key, val any): Создает дочерний контекст со значением.

Основные реализации Context:

• emptyCtx: Базовый, не отменяемый и без значений. Используется Background и TODO.
• cancelCtx: Поддерживает отмену. Состоит из базового контекста и канала отмены.
• timerCtx: Поддерживает дедлайн/таймаут. Содержит cancelCtx и таймер.
• valueCtx: Поддерживает передачу значений. Содержит базовый контекст и ключ-значение.

При отмене родительского контекста автоматически отменяются все дочерние. Это позволяет распространять сигналы отмены или дедлайны по цепочке вызовов.

Пример использования context.WithCancel:

package main

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

func main() {
	// Создаем корневой контекст и функцию отмены
	ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
	defer cancel() // Гарантируем отмену при выходе из main

	go func() {
		select {
		case <-ctx.Done(): // Ожидаем отмены контекста
			fmt.Println("Задача отменена:", ctx.Err())
			return
		case <-time.After(5 * time.Second): // Или завершаем через 5 секунд
			fmt.Println("Задача выполнена")
		}
	}()

	// Отмена контекста из другого места
	time.Sleep(1 * time.Second)
	fmt.Println("Отмена контекста...")
	cancel()

	// Даем время горутине обработать отмену
	time.Sleep(100 * time.Millisecond)
}

Пример использования context.WithValue:

package main

import (
	"context"
	"fmt"
)

type userIDKey string

func processRequest(ctx context.Context) {
	if userID, ok := ctx.Value(userIDKey("UserID")).(string); ok {
		fmt.Println("Processing request for User ID:", userID)
	} else {
		fmt.Println("User ID not found in context")
	}
}

func main() {
	ctx := context.WithValue(context.Background(), userIDKey("UserID"), "12345")
	processRequest(ctx)
}

Контексты потокобезопасны и неизменяемы, что важно для concurrent кода. Они не предназначены для передачи необработанных параметров функции, а скорее для метаинформации, влияющей на выполнение процесса.