面试题：Go context 数据结构演变对并发编程的影响

Go context基本数据结构演变

早期Go语言在并发编程中对于资源管理、取消机制等处理相对分散。随着context包引入，其基本数据结构Context接口及相关实现类型不断发展。Context接口定义了Deadline、Done、Err和Value等方法，不同实现类型（如emptyCtx、cancelCtx、timerCtx、valueCtx等）为不同场景提供支持。

对Go并发编程的影响

资源管理
- 影响：context通过Done通道和CancelFunc实现资源的及时释放。当父context取消时，所有基于该context创建的子context及其关联的协程都能收到取消信号，从而可以清理相关资源。例如在HTTP服务器处理请求时，当客户端断开连接，对应的context取消，处理该请求的协程可以停止不必要的数据库查询等操作，释放数据库连接等资源。
- 示例

package main

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

func worker(ctx context.Context) {
    for {
        select {
        case <-ctx.Done():
            fmt.Println("worker: context cancelled, cleaning up resources")
            return
        default:
            fmt.Println("worker: working...")
            time.Sleep(100 * time.Millisecond)
        }
    }
}

func main() {
    ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 300*time.Millisecond)
    defer cancel()

    go worker(ctx)

    time.Sleep(500 * time.Millisecond)
}

取消机制
- 影响：context提供了统一且方便的取消机制。可以通过context.WithCancel、context.WithTimeout、context.WithDeadline创建可取消的context。这种机制使得在复杂的并发场景中，能够精确控制协程的生命周期，避免出现资源泄露和无效计算。例如在一个爬虫程序中，当用户手动取消任务时，所有正在执行的抓取协程可以通过context的取消信号停止工作。
- 示例

package main

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

func task(ctx context.Context) {
    select {
    case <-ctx.Done():
        fmt.Println("task: cancelled")
    case <-time.After(2 * time.Second):
        fmt.Println("task: completed")
    }
}

func main() {
    ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 1*time.Second)
    defer cancel()

    go task(ctx)

    time.Sleep(3 * time.Second)
}

跨协程数据传递
- 影响：context的Value方法允许在不同协程之间传递请求作用域的数据，如用户认证信息、请求ID等。这种传递方式使得数据可以在整个请求处理的协程树中共享，而无需通过函数参数层层传递。例如在微服务架构中，一个请求在多个服务间传递时，通过context可以传递跟踪ID，方便进行分布式追踪。
- 示例

package main

import (
    "context"
    "fmt"
)

func child(ctx context.Context) {
    value := ctx.Value("key")
    if value != nil {
        fmt.Println("child: received value:", value)
    }
}

func main() {
    ctx := context.WithValue(context.Background(), "key", "value")
    go child(ctx)

    time.Sleep(1 * time.Second)
}

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