面试题：Go语言Context取消机制在并发场景下的问题及解决方案

Question

在一个包含多个goroutine的并发程序中使用Context进行取消操作时，可能会遇到哪些问题（比如资源未正确释放等）？如何通过合理使用Context以及相关的Go语言特性来解决这些问题？请详细阐述并给出示例代码。

Answer 1

可能遇到的问题

1. 资源未正确释放：如果在 goroutine 中打开了文件、连接数据库等操作，在 Context 取消时，这些资源可能没有正确关闭或释放，导致资源泄漏。
2. goroutine 泄漏：即使 Context 取消了，但如果 goroutine 没有正确响应取消信号，它可能会继续运行，占用系统资源。
3. 嵌套 goroutine 处理不当：当一个 goroutine 启动多个子 goroutine 时，如果没有正确传递 Context，父 goroutine 取消时，子 goroutine 可能不会收到取消信号，继续运行。

解决方法

1. 资源释放：在 goroutine 中，使用 defer 语句来确保在函数返回时释放资源。例如，打开文件后，使用 defer file.Close()。
2. 正确响应取消信号：在 goroutine 的主循环中，定期检查 ctx.Done() 通道是否关闭。如果关闭，则立即返回，停止 goroutine 的执行。
3. 传递 Context：在启动子 goroutine 时，将父 goroutine 的 Context 传递给子 goroutine，确保子 goroutine 能收到取消信号。

示例代码

package main

import (
    "context"
    "fmt"
    "io/ioutil"
    "os"
    "time"
)

func main() {
    ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 2*time.Second)
    defer cancel()

    go readFile(ctx)

    time.Sleep(3 * time.Second)
}

func readFile(ctx context.Context) {
    file, err := os.Open("test.txt")
    if err != nil {
        fmt.Println("Error opening file:", err)
        return
    }
    defer file.Close()

    data := make([]byte, 1024)
    for {
        select {
        case <-ctx.Done():
            fmt.Println("Context cancelled, exiting goroutine")
            return
        default:
            n, err := file.Read(data)
            if err != nil {
                fmt.Println("Error reading file:", err)
                return
            }
            fmt.Println("Read", n, "bytes from file")
        }
    }
}

在上述代码中：

• context.WithTimeout 创建了一个带有超时的 Context，2 秒后自动取消。
• readFile 函数打开文件，并在循环中读取文件内容。
• 使用 select 语句监听 ctx.Done() 通道，当 Context 取消时，立即返回，确保 goroutine 正确结束，并通过 defer file.Close() 确保文件资源正确释放。