golang中的defer

一、defer的做用

defer 語句會將函數推遲到外層函數返回以後執行。

即defer後面的函數在defer語句所在的函數執行結束的時候會被調用

 

二、defer的語法

defer後面必須是函數調用語句，不能是其餘語句，不然編譯器會出錯

2.一、簡單的使用

package main

import "fmt"

func main() {

	defer fmt.Println("world")
	fmt.Println("hello")
}

　　

輸出結果

hello
world

　　

3. defer規則

Golang官方博客裏總結了defer的行爲規則，只有三條，咱們圍繞這三條進行說明。

3.1 規則一：延遲函數的參數在defer語句出現時就已經肯定下來了

官方給出一個例子，以下所示：

func a() {    i := 0
    defer fmt.Println(i)
    i++
    return
}

　　

defer語句中的fmt.Println()參數i值在defer出現時就已經肯定下來，其實是拷貝了一份。後面對變量i的修改不會影響fmt.Println()函數的執行，仍然打印"0"。

注意：對於指針類型參數，規則仍然適用，只不過延遲函數的參數是一個地址值，這種狀況下，defer後面的語句對變量的修改可能會影響延遲函數。

3.2 規則二：延遲函數執行按後進先出順序執行，即先出現的defer最後執行

這個規則很好理解，定義defer相似於入棧操做，執行defer相似於出棧操做。

設計defer的初衷是簡化函數返回時資源清理的動做，資源每每有依賴順序，好比先申請A資源，再跟據A資源申請B資源，跟據B資源申請C資源，即申請順序是:A-->B-->C，釋放時每每又要反向進行。這就是把deffer設計成FIFO的緣由。

每申請到一個用完須要釋放的資源時，當即定義一個defer來釋放資源是個很好的習慣。

3.3 規則三：延遲函數可能操做主函數的具名返回值

定義defer的函數，即主函數可能有返回值，返回值有沒有名字沒有關係，defer所做用的函數，即延遲函數可能會影響到返回值。

若要理解延遲函數是如何影響主函數返回值的，只要明白函數是如何返回的就足夠了。

3.3.1 函數返回過程

有一個事實必需要了解，關鍵字return不是一個原子操做，實際上return只代理彙編指令ret，即將跳轉程序執行。好比語句return i，實際上分兩步進行，即將i值存入棧中做爲返回值，而後執行跳轉，而defer的執行時機正是跳轉前，因此說defer執行時仍是有機會操做返回值的。

舉個實際的例子進行說明這個過程：

func deferFuncReturn() (result int) {    i := 1

    defer func() {
       result++
    }()    return i}

　　

該函數的return語句能夠拆分紅下面兩行：

result = i
return

　　

而延遲函數的執行正是在return以前，即加入defer後的執行過程以下：

result = i
result++
return

　　

因此上面函數實際返回i++值。

關於主函數有不一樣的返回方式，但返回機制就如上機介紹所說，只要把return語句拆開均可以很好的理解，下面分別舉例說明

3.3.1 主函數擁有匿名返回值，返回字面值

一個主函數擁有一個匿名的返回值，返回時使用字面值，好比返回"1"、"2"、"Hello"這樣的值，這種狀況下defer語句是沒法操做返回值的。

一個返回字面值的函數，以下所示：

func foo() int {    var i int

    defer func() {
        i++
    }()    return 1}

　　

上面的return語句，直接把1寫入棧中做爲返回值，延遲函數沒法操做該返回值，因此就沒法影響返回值。

3.3.2 主函數擁有匿名返回值，返回變量

一個主函數擁有一個匿名的返回值，返回使用本地或全局變量，這種狀況下defer語句能夠引用到返回值，但不會改變返回值。

一個返回本地變量的函數，以下所示：

func foo() int {    var i int

    defer func() {
        i++
    }()    return i
}

　　

上面的函數，返回一個局部變量，同時defer函數也會操做這個局部變量。對於匿名返回值來講，能夠假定仍然有一個變量存儲返回值，假定返回值變量爲"anony"，上面的返回語句能夠拆分紅如下過程：

anony = i
i++
return

　　

因爲i是整型，會將值拷貝給anony，因此defer語句中修改i值，對函數返回值不形成影響。

3.3.3 主函數擁有具名返回值

主函聲明語句中帶名字的返回值，會被初始化成一個局部變量，函數內部能夠像使用局部變量同樣使用該返回值。若是defer語句操做該返回值，可能會改變返回結果。

一個影響函返回值的例子：

func foo() (ret int) {    defer func() {
        ret++
    }()    return 0}

　　

上面的函數拆解出來，以下所示：

ret = 0
ret++
return

　　

函數真正返回前，在defer中對返回值作了+1操做，因此函數最終返回1。

4. defer實現原理

本節咱們嘗試瞭解一些defer的實現機制。

4.1 defer數據結構

源碼包src/src/runtime/runtime2.go:_defer定義了defer的數據結構：

type _defer struct {
    sp      uintptr   //函數棧指針
    pc      uintptr   //程序計數器
    fn      *funcval  //函數地址
    link    *_defer   //指向自身結構的指針，用於連接多個defer}

　　

咱們知道defer後面必定要接一個函數的，因此defer的數據結構跟通常函數相似，也有棧地址、程序計數器、函數地址等等。

與函數不一樣的一點是它含有一個指針，可用於指向另外一個defer，每一個goroutine數據結構中實際上也有一個defer指針，該指針指向一個defer的單鏈表，每次聲明一個defer時就將defer插入到單鏈表表頭，每次執行defer時就從單鏈表表頭取出一個defer執行。

下圖展現一個goroutine定義多個defer時的場景： 

從上圖能夠看到，新聲明的defer老是添加到鏈表頭部。

函數返回前執行defer則是從鏈表首部依次取出執行，再也不贅述。

一個goroutine可能連續調用多個函數，defer添加過程跟上述流程一致，進入函數時添加defer，離開函數時取出defer，因此即使調用多個函數，也老是能保證defer是按FIFO方式執行的。

4.2 defer的建立和執行

源碼包src/runtime/panic.go定義了兩個方法分別用於建立defer和執行defer。

• deferproc()： 在聲明defer處調用，其將defer函數存入goroutine的鏈表中；

• deferreturn()：在return指令，準確的講是在ret指令前調用，其將defer從goroutine鏈表中取出並執行。

能夠簡單這麼理解，在編譯在階段，聲明defer處插入了函數deferproc()，在函數return前插入了函數deferreturn()。

 

5. 總結

• defer定義的延遲函數參數在defer語句出時就已經肯定下來了

• defer定義順序與實際執行順序相反

• return不是原子操做，執行過程是: 保存返回值(如有)-->執行defer（如有）-->執行ret跳轉

• 申請資源後當即使用defer關閉資源是好習慣