面试题：Go任务队列中context取消机制的优化

Question

在Go使用context管理任务队列上下文依赖时，假设任务队列中有大量任务，如何优化context的取消机制，以确保所有相关任务能及时、高效地被取消，同时避免资源浪费和潜在的竞态条件，请详细说明思路和代码实现要点。

Answer 1

思路

1. 分层设计：为不同层级的任务组创建不同的context，当上层context取消时，下层所有相关任务的context也能相应取消。例如，将任务按功能模块划分为不同组，每个组有独立的context，由一个总的context管理这些组的context。
2. 使用select语句：在任务执行函数中，通过select语句监听context的取消信号。这样任务可以在接收到取消信号时，及时停止执行。
3. 减少不必要的等待：避免在任务中出现长时间阻塞且无法响应取消信号的操作。若存在如网络请求等可能阻塞的操作，使用支持取消的接口（如http.Request中设置context）。
4. 避免竞态条件：使用sync.Mutex或sync.RWMutex来保护共享资源，确保在context取消过程中，对共享资源的访问是安全的。同时，合理使用channel进行任务间的通信，避免多个任务同时修改同一数据。

代码实现要点

1. 创建context：

ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())

如果任务有执行时间限制，可使用context.WithTimeout或context.WithDeadline。 2. 任务执行函数：

func task(ctx context.Context, taskID int) {
    for {
        select {
        case <-ctx.Done():
            // 清理资源，如关闭文件、数据库连接等
            return
        default:
            // 执行任务逻辑
            println("Task", taskID, "is running")
        }
    }
}

3. 启动任务：

var wg sync.WaitGroup
for i := 0; i < 100; i++ {
    wg.Add(1)
    go func(id int) {
        defer wg.Done()
        task(ctx, id)
    }(i)
}

4. 取消任务：

// 当满足某个条件时取消任务
cancel()
wg.Wait()

5. 保护共享资源： 若任务间存在共享资源，例如一个共享的计数器：

var counter int
var mu sync.Mutex
func task(ctx context.Context, taskID int) {
    for {
        select {
        case <-ctx.Done():
            return
        default:
            mu.Lock()
            counter++
            mu.Unlock()
        }
    }
}