Go語言學習——完全弄懂return和defer的微妙關係

時間  2019-11-06
標籤 語言 學習 完全 弄懂 return defer 微妙 關係 简体版
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疑問

前面在函數篇裏介紹了Go語言的函數是支持多返回值的。bash

只要在函數體內，對返回值賦值，最後加上return就能夠返回全部的返回值。函數

最近在寫代碼的時候常常遇到在return後，還要在defer裏面作一些收尾工做，好比事務的提交或回滾。因此想弄清楚這個return和defer究竟是什麼關係，它們誰先誰後，對於最後返回值又有什麼影響呢？ui

動手驗證

瞭解下來，問題比我想的要複雜，不信你先看看下面這段代碼輸出結果是啥spa

package main

import "fmt"

func main()  {
	fmt.Println("f1 result: ", f1())
	fmt.Println("f2 result: ", f2())
}

func f1() int {
	var i int
	defer func() {
		i++
		fmt.Println("f11: ", i)
	}()

	defer func() {
		i++
		fmt.Println("f12: ", i)
	}()

	i = 1000
	return i
}

func f2() (i int) {
	defer func() {
		i++
		fmt.Println("f21: ", i)
	}()

	defer func() {
		i++
		fmt.Println("f22: ", i)
	}()

	i = 1000
	return i
}
複製代碼

最後的執行結果以下3d

f12:  1001
f11:  1002
f1 result:  1000
f22:  1001
f21:  1002
f2 result:  1002
複製代碼

f1函數：rest

進入該函數，由於沒有指定返回值變量，須要先聲明i變量，由於是int類型，若是沒有賦值，該變量初始化值爲0，以後執行i=1000的賦值操做，而後執行return語句，返回i的值。code

真正返回以前還要執行defer函數部分，兩個defer函數分別針對i進行自增操做，i的值依次爲1001和1002對象

f2函數：事務

進入該函數，由於已經定義好了返回值變量即爲i，而後直接賦值i=1000，再返回i的值。內存

一樣的，也要在真正返回i前，執行兩個defer函數，一樣i依次自增獲得1001和1002。

問題的關鍵是爲何無名參數返回的值是1000，其並未收到defer函數對於i自增的影響；而有名函數在執行defer後，最後返回的i值爲1002。

網上找了一些緣由，提到一個結論

緣由就是return會將返回值先保存起來，對於無名返回值來講，
保存在一個臨時對象中，defer是看不到這個臨時對象的；
而對於有名返回值來講，就保存在已命名的變量中。
複製代碼

看到這個結論，我想試試經過打印i的地址值是否能夠看出一些端倪和線索

爲此在兩個函數中添加了打印i的地址信息

package main

import "fmt"

func main()  {
	fmt.Println("f1 result: ", f1())
	fmt.Println("f2 result: ", f2())
}

func f1() int {
	var i int
	fmt.Printf("i: %p \n", &i)
	defer func() {
		i++
		fmt.Printf("i: %p \n", &i)
		fmt.Println("f11: ", i)
	}()

	defer func() {
		i++
		fmt.Printf("i: %p \n", &i)
		fmt.Println("f12: ", i)
	}()

	i = 1000
	return i
}

func f2() (i int) {
	fmt.Printf("i: %p \n", &i)
	defer func() {
		i++
		fmt.Printf("i: %p \n", &i)
		fmt.Println("f21: ", i)
	}()

	defer func() {
		i++
		fmt.Printf("i: %p \n", &i)
		fmt.Println("f22: ", i)
	}()
    i = 1000
	return i
}
複製代碼

程序輸出結果爲

i: 0xc000090000 
i: 0xc000090000 
f12:  1001
i: 0xc000090000 
f11:  1002
f1 result:  1000
i: 0xc00009a008 
i: 0xc00009a008 
f22:  1001
i: 0xc00009a008 
f21:  1002
f2 result:  1002
複製代碼

從這個結果能夠看出，不管是f1仍是f2函數中，變量i的地址全程沒有改變過。

因此對於上面這個結論我彷佛懂了，可是仍是有些模糊，return保存在一個臨時對象中，defer看不到這個臨時變量，可是i的值爲何可以在1000的基礎上累加呢？

撥開雲霧

若是要從根本解決這個疑問，最好可以看看這段程序執行，背後的內存是如何分配的。

這時候想到了前幾天看書裏提到的能夠經過命令將go語言轉爲彙編語言。

爲了簡化問題，將源代碼修改成

package main

import "fmt"

func main()  {
	fmt.Println("f1 result: ", f1())
	fmt.Println("f2 result: ", f2())
}

func f1() int {
	var i int
	defer func() {
		i++
		fmt.Println("f11: ", i)
	}()

	i = 1000
	return i
}

func f2() (i int) {
	defer func() {
		i++
		fmt.Println("f21: ", i)
	}()
	i = 1000
	return i
}
複製代碼

經過執行命令go tool compile -S test.go獲得彙編代碼以下

os.(*File).close STEXT dupok nosplit size=26 args=0x18 locals=0x0
	...
	0x0000 00000 (test.go:5)	TEXT	"".main(SB), ABIInternal, $136-0
	0x0000 00000 (test.go:5)	MOVQ	(TLS), CX
	0x0009 00009 (test.go:5)	LEAQ	-8(SP), AX
	0x000e 00014 (test.go:5)	CMPQ	AX, 16(CX)
	0x0012 00018 (test.go:5)	JLS	315
	0x0018 00024 (test.go:5)	SUBQ	$136, SP
	0x001f 00031 (test.go:5)	MOVQ	BP, 128(SP)
	0x0027 00039 (test.go:5)	LEAQ	128(SP), BP
	0x002f 00047 (test.go:5)	FUNCDATA	$0, gclocals·7d2d5fca80364273fb07d5820a76fef4(SB)
	...
"".f1 STEXT size=145 args=0x8 locals=0x28
	0x0000 00000 (test.go:10)	TEXT	"".f1(SB), ABIInternal, $40-8
	0x0000 00000 (test.go:10)	MOVQ	(TLS), CX
	0x0009 00009 (test.go:10)	CMPQ	SP, 16(CX)
	0x000d 00013 (test.go:10)	JLS	135
	0x000f 00015 (test.go:10)	SUBQ	$40, SP
	0x0013 00019 (test.go:10)	MOVQ	BP, 32(SP)
	0x0018 00024 (test.go:10)	LEAQ	32(SP), BP
	0x001d 00029 (test.go:10)	FUNCDATA	$0, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
	0x001d 00029 (test.go:10)	FUNCDATA	$1, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
	0x001d 00029 (test.go:10)	FUNCDATA	$3, gclocals·9fb7f0986f647f17cb53dda1484e0f7a(SB)
	0x001d 00029 (test.go:10)	PCDATA	$2, $0
	0x001d 00029 (test.go:10)	PCDATA	$0, $0
	0x001d 00029 (test.go:10)	MOVQ	$0, "".~r0+48(SP)
	0x0026 00038 (test.go:11)	MOVQ	$0, "".i+24(SP)
	0x002f 00047 (test.go:12)	MOVL	$8, (SP)
	0x0036 00054 (test.go:12)	PCDATA	$2, $1
	0x0036 00054 (test.go:12)	LEAQ	"".f1.func1·f(SB), AX
	0x003d 00061 (test.go:12)	PCDATA	$2, $0
	0x003d 00061 (test.go:12)	MOVQ	AX, 8(SP)
	0x0042 00066 (test.go:12)	PCDATA	$2, $1
	0x0042 00066 (test.go:12)	LEAQ	"".i+24(SP), AX
	0x0047 00071 (test.go:12)	PCDATA	$2, $0
	0x0047 00071 (test.go:12)	MOVQ	AX, 16(SP)
	0x004c 00076 (test.go:12)	CALL	runtime.deferproc(SB)
	0x0051 00081 (test.go:12)	TESTL	AX, AX
	0x0053 00083 (test.go:12)	JNE	119
	0x0055 00085 (test.go:17)	MOVQ	$1000, "".i+24(SP)
	0x005e 00094 (test.go:18)	MOVQ	$1000, "".~r0+48(SP)
	0x0067 00103 (test.go:18)	XCHGL	AX, AX
	0x0068 00104 (test.go:18)	CALL	runtime.deferreturn(SB)
	0x006d 00109 (test.go:18)	MOVQ	32(SP), BP
	0x0072 00114 (test.go:18)	ADDQ	$40, SP
	0x0076 00118 (test.go:18)	RET
	0x0077 00119 (test.go:12)	XCHGL	AX, AX
	0x0078 00120 (test.go:12)	CALL	runtime.deferreturn(SB)
	0x007d 00125 (test.go:12)	MOVQ	32(SP), BP
	0x0082 00130 (test.go:12)	ADDQ	$40, SP
	0x0086 00134 (test.go:12)	RET
	0x0087 00135 (test.go:12)	NOP
	0x0087 00135 (test.go:10)	PCDATA	$0, $-1
	0x0087 00135 (test.go:10)	PCDATA	$2, $-1
	0x0087 00135 (test.go:10)	CALL	runtime.morestack_noctxt(SB)
	0x008c 00140 (test.go:10)	JMP	0
	...
	0x0000 00000 (test.go:21)	TEXT	"".f2(SB), ABIInternal, $32-8
	0x0000 00000 (test.go:21)	MOVQ	(TLS), CX
	0x0009 00009 (test.go:21)	CMPQ	SP, 16(CX)
	0x000d 00013 (test.go:21)	JLS	117
	0x000f 00015 (test.go:21)	SUBQ	$32, SP
	0x0013 00019 (test.go:21)	MOVQ	BP, 24(SP)
	0x0018 00024 (test.go:21)	LEAQ	24(SP), BP
	0x001d 00029 (test.go:21)	FUNCDATA	$0, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
	0x001d 00029 (test.go:21)	FUNCDATA	$1, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
	0x001d 00029 (test.go:21)	FUNCDATA	$3, gclocals·9fb7f0986f647f17cb53dda1484e0f7a(SB)
	0x001d 00029 (test.go:21)	PCDATA	$2, $0
	0x001d 00029 (test.go:21)	PCDATA	$0, $0
	0x001d 00029 (test.go:21)	MOVQ	$0, "".i+40(SP)
	0x0026 00038 (test.go:22)	MOVL	$8, (SP)
	0x002d 00045 (test.go:22)	PCDATA	$2, $1
	0x002d 00045 (test.go:22)	LEAQ	"".f2.func1·f(SB), AX
	0x0034 00052 (test.go:22)	PCDATA	$2, $0
	0x0034 00052 (test.go:22)	MOVQ	AX, 8(SP)
	0x0039 00057 (test.go:22)	PCDATA	$2, $1
	0x0039 00057 (test.go:22)	LEAQ	"".i+40(SP), AX
	0x003e 00062 (test.go:22)	PCDATA	$2, $0
	0x003e 00062 (test.go:22)	MOVQ	AX, 16(SP)
	0x0043 00067 (test.go:22)	CALL	runtime.deferproc(SB)
	0x0048 00072 (test.go:22)	TESTL	AX, AX
	0x004a 00074 (test.go:22)	JNE	101
	0x004c 00076 (test.go:26)	MOVQ	$1000, "".i+40(SP)
	0x0055 00085 (test.go:27)	XCHGL	AX, AX
	0x0056 00086 (test.go:27)	CALL	runtime.deferreturn(SB)
	0x005b 00091 (test.go:27)	MOVQ	24(SP), BP
	0x0060 00096 (test.go:27)	ADDQ	$32, SP
	0x0064 00100 (test.go:27)	RET
	0x0065 00101 (test.go:22)	XCHGL	AX, AX
	0x0066 00102 (test.go:22)	CALL	runtime.deferreturn(SB)
	0x006b 00107 (test.go:22)	MOVQ	24(SP), BP
	0x0070 00112 (test.go:22)	ADDQ	$32, SP
	0x0074 00116 (test.go:22)	RET
	0x0075 00117 (test.go:22)	NOP
	0x0075 00117 (test.go:21)	PCDATA	$0, $-1
	0x0075 00117 (test.go:21)	PCDATA	$2, $-1
	0x0075 00117 (test.go:21)	CALL	runtime.morestack_noctxt(SB)
	0x007a 00122 (test.go:21)	JMP	0
	...                    ........
	rel 16+8 t=1 type.[2]interface {}+0
複製代碼

感受離真相只差一步了，就是看完這段彙編代碼就能搞明白這個return在無名和有名返回值時分別作了什麼，所謂的零時變量是咋分配的，想一想就有點小激動呢

可是，比較棘手的是，我沒學過彙編-_-!

可是again，這有什麼關係呢，兩個函數既然執行結果不同，那麼在彙編層面確定也有不同的地方，因而開始找不一樣，最終在上面的彙編代碼分別找到關鍵信息以下

"".f2 STEXT size=124 args=0x8 locals=0x20
	0x0000 00000 (test.go:21)	TEXT	"".f2(SB), ABIInternal, $32-8
	0x0000 00000 (test.go:21)	MOVQ	(TLS), CX
	0x0009 00009 (test.go:21)	CMPQ	SP, 16(CX)
	0x000d 00013 (test.go:21)	JLS	117
	0x000f 00015 (test.go:21)	SUBQ	$32, SP
	0x0013 00019 (test.go:21)	MOVQ	BP, 24(SP)
	0x0018 00024 (test.go:21)	LEAQ	24(SP), BP
	0x001d 00029 (test.go:21)	FUNCDATA	$0, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
	0x001d 00029 (test.go:21)	FUNCDATA	$1, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
	0x001d 00029 (test.go:21)	FUNCDATA	$3, gclocals·9fb7f0986f647f17cb53dda1484e0f7a(SB)
	0x001d 00029 (test.go:21)	PCDATA	$2, $0
	0x001d 00029 (test.go:21)	PCDATA	$0, $0
	0x001d 00029 (test.go:21)	MOVQ	$0, "".i+40(SP)
	0x0026 00038 (test.go:22)	MOVL	$8, (SP)
	0x002d 00045 (test.go:22)	PCDATA	$2, $1
	0x002d 00045 (test.go:22)	LEAQ	"".f2.func1·f(SB), AX
	0x0034 00052 (test.go:22)	PCDATA	$2, $0
	0x0034 00052 (test.go:22)	MOVQ	AX, 8(SP)
	0x0039 00057 (test.go:22)	PCDATA	$2, $1
	0x0039 00057 (test.go:22)	LEAQ	"".i+40(SP), AX
	0x003e 00062 (test.go:22)	PCDATA	$2, $0
	0x003e 00062 (test.go:22)	MOVQ	AX, 16(SP)
	0x0043 00067 (test.go:22)	CALL	runtime.deferproc(SB)
	0x0048 00072 (test.go:22)	TESTL	AX, AX
	0x004a 00074 (test.go:22)	JNE	101
	0x004c 00076 (test.go:26)	MOVQ	$1000, "".i+40(SP)
	0x0055 00085 (test.go:27)	XCHGL	AX, AX
	0x0056 00086 (test.go:27)	CALL	runtime.deferreturn(SB)
	0x005b 00091 (test.go:27)	MOVQ	24(SP), BP
	0x0060 00096 (test.go:27)	ADDQ	$32, SP
	0x0064 00100 (test.go:27)	RET
	0x0065 00101 (test.go:22)	XCHGL	AX, AX
	0x0066 00102 (test.go:22)	CALL	runtime.deferreturn(SB)
	0x006b 00107 (test.go:22)	MOVQ	24(SP), BP
	0x0070 00112 (test.go:22)	ADDQ	$32, SP
	0x0074 00116 (test.go:22)	RET
	0x0075 00117 (test.go:22)	NOP
	0x0075 00117 (test.go:21)	PCDATA	$0, $-1
	0x0075 00117 (test.go:21)	PCDATA	$2, $-1
	0x0075 00117 (test.go:21)	CALL	runtime.morestack_noctxt(SB)
	0x007a 00122 (test.go:21)	JMP	0
複製代碼

這是f2有名返回值的關鍵信息，主要看

0x004c 00076 (test.go:26)	MOVQ	$1000, "".i+40(SP)
複製代碼

這個大概意思就是把1000放到"".i+40(SP)這個內存地址上，而後下面執行的操做就是返回了

"".f1 STEXT size=145 args=0x8 locals=0x28
	0x0000 00000 (test.go:10)	TEXT	"".f1(SB), ABIInternal, $40-8
	0x0000 00000 (test.go:10)	MOVQ	(TLS), CX
	0x0009 00009 (test.go:10)	CMPQ	SP, 16(CX)
	0x000d 00013 (test.go:10)	JLS	135
	0x000f 00015 (test.go:10)	SUBQ	$40, SP
	0x0013 00019 (test.go:10)	MOVQ	BP, 32(SP)
	0x0018 00024 (test.go:10)	LEAQ	32(SP), BP
	0x001d 00029 (test.go:10)	FUNCDATA	$0, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
	0x001d 00029 (test.go:10)	FUNCDATA	$1, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
	0x001d 00029 (test.go:10)	FUNCDATA	$3, gclocals·9fb7f0986f647f17cb53dda1484e0f7a(SB)
	0x001d 00029 (test.go:10)	PCDATA	$2, $0
	0x001d 00029 (test.go:10)	PCDATA	$0, $0
	0x001d 00029 (test.go:10)	MOVQ	$0, "".~r0+48(SP)
	0x0026 00038 (test.go:11)	MOVQ	$0, "".i+24(SP)
	0x002f 00047 (test.go:12)	MOVL	$8, (SP)
	0x0036 00054 (test.go:12)	PCDATA	$2, $1
	0x0036 00054 (test.go:12)	LEAQ	"".f1.func1·f(SB), AX
	0x003d 00061 (test.go:12)	PCDATA	$2, $0
	0x003d 00061 (test.go:12)	MOVQ	AX, 8(SP)
	0x0042 00066 (test.go:12)	PCDATA	$2, $1
	0x0042 00066 (test.go:12)	LEAQ	"".i+24(SP), AX
	0x0047 00071 (test.go:12)	PCDATA	$2, $0
	0x0047 00071 (test.go:12)	MOVQ	AX, 16(SP)
	0x004c 00076 (test.go:12)	CALL	runtime.deferproc(SB)
	0x0051 00081 (test.go:12)	TESTL	AX, AX
	0x0053 00083 (test.go:12)	JNE	119
	0x0055 00085 (test.go:17)	MOVQ	$1000, "".i+24(SP)
	0x005e 00094 (test.go:18)	MOVQ	$1000, "".~r0+48(SP)
	0x0067 00103 (test.go:18)	XCHGL	AX, AX
	0x0068 00104 (test.go:18)	CALL	runtime.deferreturn(SB)
	0x006d 00109 (test.go:18)	MOVQ	32(SP), BP
	0x0072 00114 (test.go:18)	ADDQ	$40, SP
	0x0076 00118 (test.go:18)	RET
	0x0077 00119 (test.go:12)	XCHGL	AX, AX
	0x0078 00120 (test.go:12)	CALL	runtime.deferreturn(SB)
	0x007d 00125 (test.go:12)	MOVQ	32(SP), BP
	0x0082 00130 (test.go:12)	ADDQ	$40, SP
	0x0086 00134 (test.go:12)	RET
	0x0087 00135 (test.go:12)	NOP
	0x0087 00135 (test.go:10)	PCDATA	$0, $-1
	0x0087 00135 (test.go:10)	PCDATA	$2, $-1
	0x0087 00135 (test.go:10)	CALL	runtime.morestack_noctxt(SB)
	0x008c 00140 (test.go:10)	JMP	0
複製代碼

這是f1無名返回值的關鍵信息，主要看

0x0055 00085 (test.go:17)	MOVQ	$1000, "".i+24(SP)
	0x005e 00094 (test.go:18)	MOVQ	$1000, "".~r0+48(SP)
複製代碼

這個大概意思就是把1000放到"".i+24(SP)這個內存地址上，而後又把1000賦給了"".~r0+48(SP)，這就是和f1不同的地方。對應前面結論，咱們在這裏找到了驗證。大體過程就是無名返回值的狀況，在return的時候開闢了一個新內存空間，後續的defer讀取的仍是"".i+24(SP)這樣的內存地址而沒法讀取臨時空間的值。return在函數最後返回的也是"".~r0+48(SP)對應的值即1000。（由於沒有研究過彙編，有些細節可能有待考證）

結論

到此，咱們算是搞明白了Go語言裏面return和defer之間的微妙關係，從彙編層面看清了在無名返回值和有名返回值return返回的差別。

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