context.Context是Go语言中独特的设计，在其他编程语言中我们很少见到类似的概念。context.Context深度支持Golang的高并发。
在理解context包之前，应该首先熟悉Goroutine和Channel，能加深对context的理解。
Goroutine是一个轻量级的执行线程，多个Goroutine比一个线程轻量，所以管理Goroutine消耗的资源相对更少。Goroutine是Go中最基本的执行单元，每一个Go程序至少有一个Goroutine：主Goroutine。程序启动时会自动创建。为了能更好的理解Goroutine，先来看一看线程Thread与协程Coroutine的概念。
Goroutine和其他语言的协程（coroutine）在使用方式上类似，但从字面意义上来看不同（一个是Goroutine，一个是coroutine），再就是协程是一种协作任务控制机制，在最简单的意义上，协程不是并发的，而Goroutine支持并发的。因此Goroutine可以理解为一种Go语言的协程。同时，Gorotine可以运行在一个或多个线程上。
func Hello() {
fmt.Println("hello everybody , I'm lineshen")
}
func main() {
go Hello()
fmt.Println("Golang-Gorontine Example")
}
在该代码片段中，使用go又开启了一个Goroutine执行Hello方法，其运行结果如下：
Golang-Gorontine Example
从执行结果上，直观的看，我们的程序似乎没有执行Goroutine的Hello方法。出现这个问题的原因是我们启动的主Goroutine在main执行完就退出了，所以为了main等待Hello-Goroutine执行完，就需要一些方法，让Hello-Goroutine告诉main执行完了，这里就需要通道Channel了。
Channel就是多个Goroutine 之间的沟通渠道。当我们想要将结果或错误，或任何其他类型的信息从一个 goroutine 传递到另一个 goroutine 时就可以使用通道。通道是有类型的，可以是 int 类型的通道接收整数或错误类型的接收错误等。
假设有个 int 类型的通道 ch，如果想发一些信息到这个通道，语法是 ch <- 1，如果想从这个通道接收一些信息，语法就是 var := <-ch。这将从这个通道接收并存储值到 var 变量。
通过改善1.2中的代码片段，证明通道的使用确保了 goroutine 执行完成并将值返回给 main 。
func Hello(ch chan int) {
fmt.Println("hello everybody , I'm lineshen")
ch <- 1
}
func main() {
ch := make(chan int)
go Hello(ch)
<-ch
fmt.Println("Golang-Gorontine Example")
}
执行结果如下：
hello everybody , I'm lineshen
Golang-Gorontine Example
这里我们使用通道进行等待，这样main就会等待Hello-Goroutine执行完。熟悉了Goroutine、Channel的概念了，就很好理解Context了。
熟悉了Goroutine、Channel的概念，先看一个请求服务场景示例：
func main() {
http.HandleFunc("/", SayHello) // 设置访问的路由
log.Fatalln(http.ListenAndServe(":8080",nil))
}
func SayHello(writer http.ResponseWriter, request *http.Request) {
fmt.Println(&request)
writer.Write([]byte("Hi, New Request Comes"))
}
上述代码，每次请求，Handler会创建一个Goroutine为其提供服务；
如果连续请求3次，request的地址也是不同的：
$ curl http://localhost:8080/
0xc0000b8030
0xc000186008
0xc000186018
在真实应用场景中，每个请求对应的Handler，常会启动额外的的goroutine进行数据查询或PRC调用等。这里可以理解为每次请求的业务处理逻辑中，需要多次访问其他服务，而这些服务是可以并发执行的，即主Gorontine内的多个Goroutine并存。而且，当请求返回时，这些额外创建的goroutine需要及时回收。此外，一个请求对应一组请求域内的数据可能会被该请求调用链条内的各goroutine所需要。
现在对上面代码在添加一点东西，当请求进来时，Handler创建一个监控goroutine，这样就会每隔1s打印一句Current request is in progress：
func main() {
http.HandleFunc("/", SayHello) // 设置访问的路由
log.Fatalln(http.ListenAndServe(":8080",nil))
}
func SayHello(writer http.ResponseWriter, request *http.Request) {
fmt.Println(&request)
go func() {
for range time.Tick(time.Second) {
fmt.Println("Current request is in progress")
}
}()
time.Sleep(2 * time.Second)
writer.Write([]byte("Hi, New Request Comes"))
}
这里假定请求需要耗时2s，在请求2s后返回，我们期望监控goroutine在打印2次Current request is in progress后即停止。但运行发现，监控goroutine打印2次后，其仍不会结束，而会一直打印下去。
问题出在创建监控goroutine后，未对其生命周期作控制，下面我们使用context作一下控制，即监控程序打印前需检测request.Context()是否已经结束，若结束则退出循环，即结束生命周期。
func main() {
http.HandleFunc("/", SayHello) // 设置访问的路由
log.Fatalln(http.ListenAndServe(":8080",nil))
}
func SayHello(writer http.ResponseWriter, request *http.Request) {
fmt.Println(&request)
go func() {
for range time.Tick(time.Second) {
select {
case <- request.Context().Done():
fmt.Println("request is outgoing")
return
default:
fmt.Println("Current request is in progress")
}
}
}()
time.Sleep(2 * time.Second)
writer.Write([]byte("Hi, New Request Comes"))
}
基于如上需求，context包应用而生。
context包可以提供一个请求从API请求边界到各goroutine的请求域数据传递、取消信号及截至时间等能力。
在 Go 语言中 context 包允许传递一个 “context” 到程序中。 Context 如超时或截止日期（deadline）或通道，来指示停止运行和返回。例如，如果正在执行一个 web 请求或运行一个系统命令，定义一个超时对生产级系统通常是个好主意。因为，如果依赖的API运行缓慢，不希望在系统上备份（back up）请求，因为它可能最终会增加负载并降低所有请求的执行效率。导致级联效应。这是超时或截止日期 context 派上用场的地方。
Go 语言中的每一个请求的都是通过一个单独的 Goroutine 进行处理的，HTTP/RPC 请求的处理器往往都会启动新的 Goroutine 访问数据库和 RPC 服务，我们可能会创建多个 Goroutine 来处理一次请求，而 Context 的主要作用就是在不同的 Goroutine 之间同步请求特定的数据、取消信号以及处理请求的截止日期。
每一个 Context 都会从最顶层的 Goroutine 一层一层传递到最下层，这也是 Golang 中上下文最常见的使用方式，如果没有 Context，当上层执行的操作出现错误时，下层其实不会收到错误而是会继续执行下去:
当最上层的 Goroutine 因为某些原因执行失败时，下两层的 Goroutine 由于没有接收到这个信号所以会继续工作；但是当我们正确地使用 Context 时，就可以在下层及时停掉无用的工作减少额外资源的消耗：
这其实就是 Golang 中上下文的最大作用，在不同 Goroutine 之间对信号进行同步避免对计算资源的浪费，与此同时 Context 还能携带以请求为作用域的键值对信息。
这里光说，其实也不能完全理解其中的作用，所以我们来看一个例子：
func main() {
ctx,cancel := context.WithTimeout(context.Background(),1 * time.Second)
defer cancel()
go HelloHandle(ctx,500*time.Millisecond)
select {
case <- ctx.Done():
fmt.Println("Hello Handle ",ctx.Err())
}
}
func HelloHandle(ctx context.Context,duration time.Duration) {
select {
case <-ctx.Done():
fmt.Println(ctx.Err())
case <-time.After(duration):
fmt.Println("process request with", duration)
}
}
上面的代码，因为过期时间大于处理时间，所以我们有足够的时间处理改请求，所以运行代码如下图所示：
process request with 500ms
Hello Handle context deadline exceeded
HelloHandle函数并没有进入超时的select分支，但是main函数的select却会等待context.Context的超时并打印出Hello Handle context deadline exceeded。如果我们将处理请求的时间增加至2000ms，程序就会因为上下文过期而被终止。
context deadline exceeded
Hello Handle context deadline exceeded
context.Context 是 Go 语言在 1.7 版本中引入标准库的接口1，该接口定义了四个需要实现的方法，其中包括：
type Context interface {
Deadline() (deadline time.Time, ok bool)
Done() <-chan struct{}
Err() error
Value(key interface{}) interface{}
}
context包允许一下方式创建和获得context:
其实我们查看源代码。发现他俩都是通过 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：
var (
background = new(emptyCtx)
todo = new(emptyCtx)
)
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
}
func (e *emptyCtx) String() string {
switch e {
case background:
return "context.Background"
case todo:
return "context.TODO"
}
return "unknown empty Context"
}
从上述代码，我们不难发现 context.emptyCtx 通过返回 nil 实现了 context.Context 接口，它没有任何特殊的功能。
从源代码来看，context.Background 和 context.TODO 函数其实也只是互为别名，没有太大的差别。它们只是在使用和语义上稍有不同：
有了如上的根Context，那么是如何衍生更多的子Context的呢？这就要靠context包为我们提供的With系列的函数了。
func WithCancel(parent Context) (ctx Context, cancel CancelFunc)
func WithDeadline(parent Context, deadline time.Time) (Context, CancelFunc)
func WithTimeout(parent Context, timeout time.Duration) (Context, CancelFunc)
func WithValue(parent Context, key, val interface{}) Context
这四个With函数，接收的都有一个partent参数，就是父Context，我们要基于这个父Context创建出子Context的意思，这种方式可以理解为子Context对父Context的继承，也可以理解为基于父Context的衍生。
通过这些函数，就创建了一颗Context树，树的每个节点都可以有任意多个子节点，节点层级可以有任意多个。
WithCancel函数，传递一个父Context作为参数，返回子Context，以及一个取消函数用来取消Context。 WithDeadline函数，和WithCancel差不多，它会多传递一个截止时间参数，意味着到了这个时间点，会自动取消Context，当然我们也可以不等到这个时候，可以提前通过取消函数进行取消。
WithTimeout和WithDeadline基本上一样，这个表示是超时自动取消，是多少时间后自动取消Context的意思。
WithValue函数和取消Context无关，它是为了生成一个绑定了一个键值对数据的Context，这个绑定的数据可以通过Context.Value方法访问到.
// stringify tries a bit to stringify v, without using fmt, since we don't
// want context depending on the unicode tables. This is only used by
// *valueCtx.String().
func stringify(v interface{}) string {
switch s := v.(type) {
case stringer:
return s.String()
case string:
return s
}
return "<not Stringer>"
}
func (c *valueCtx) String() string {
return contextName(c.Context) + ".WithValue(type " +
reflectlite.TypeOf(c.key).String() +
", val " + stringify(c.val) + ")"
}
func (c *valueCtx) Value(key interface{}) interface{} {
if c.key == key {
return c.val
}
return c.Context.Value(key)
}
此函数接收 context 并返回派生 context，其中值 val 与 key 关联，并通过 context 树与 context 一起传递。这意味着一旦获得带有值的 context，从中派生的任何 context 都会获得此值。不建议使用 context 值传递关键参数，而是函数应接收签名中的那些值，使其显式化。
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。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在某个父上下文中返回 nil 或者查找到对应的值。
实际使用示例：
type key string
func main() {
ctx := context.WithValue(context.Background(),key("lineshen"),"tencent")
Get(ctx,key("lineshen"))
Get(ctx,key("line"))
}
func Get(ctx context.Context,k key) {
if v, ok := ctx.Value(k).(string); ok {
fmt.Println(v)
}
}
上面代码我们基于context.Background创建一个带值的ctx，然后可以根据key来取值。这里为了避免多个包同时使用context而带来冲突，key不建议使用string或其他内置类型，所以建议自定义key类型.
WithCancel
此函数创建从传入的父 context 派生的新 context。父 context 可以是后台 context 或传递给函数的 context。返回派生 context 和取消函数。只有创建它的函数才能调用取消函数来取消此 context。如果您愿意，可以传递取消函数，但是，强烈建议不要这样做。这可能导致取消函数的调用者没有意识到取消 context 的下游影响。可能存在源自此的其他 context，这可能导致程序以意外的方式运行。简而言之，永远不要传递取消函数。
WithDeadline
此函数返回其父项的派生 context，当截止日期超过或取消函数被调用时，该 context 将被取消。例如，您可以创建一个将在以后的某个时间自动取消的 context，并在子函数中传递它。当因为截止日期耗尽而取消该 context 时，获此 context 的所有函数都会收到通知去停止运行并返回。
我们来看一下源码：
func WithDeadline(parent Context, d time.Time) (Context, CancelFunc) {
if cur, ok := parent.Deadline(); ok && cur.Before(d) {
return WithCancel(parent)
}
c := &timerCtx{
cancelCtx: newCancelCtx(parent),
deadline: d,
}
propagateCancel(parent, c)
dur := time.Until(d)
if dur <= 0 {
c.cancel(true, DeadlineExceeded) // 已经过了截止日期
return c, func() { c.cancel(false, Canceled) }
}
c.mu.Lock()
defer c.mu.Unlock()
if c.err == nil {
c.timer = time.AfterFunc(dur, func() {
c.cancel(true, DeadlineExceeded)
})
}
return c, func() { c.cancel(true, Canceled) }
}
context.WithDeadline也都能创建可以被取消的计时器上下文 context.timerCtx：
context.WithDeadline 方法在创建 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 方法同步取消信号。
func WithTimeout(parent Context, timeout time.Duration) (Context, CancelFunc) {
return WithDeadline(parent, time.Now().Add(timeout))
}
观看源码我们可以看出WithTimeout内部调用的就是WithDeadline，其原理都是一样的，上面已经介绍过了，来看一个例子吧：
func main() {
ctx,cancel := context.WithTimeout(context.Background(),10 * time.Second)
defer cancel()
go Monitor(ctx)
time.Sleep(20 * time.Second)
}
func Monitor(ctx context.Context) {
select {
case <- ctx.Done():
fmt.Println(ctx.Err())
case <-time.After(20*time.Second):
fmt.Println("stop monitor")
}
}
Go 语言中的 context.Context 的主要作用还是在多个 Goroutine 组成的树中同步取消信号以减少对资源的消耗和占用，虽然它也有传值的功能，但是这个功能我们还是很少用到。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。