今天咱們講講golang中panic異常，以及recover對異常的捕獲，因爲panic、recover、defer之間很是親密，因此今天就放在一塊兒講解，這裏會涉及到一些defer的知識，有興趣能夠看個人另外一篇關於defer的文章 Golang中defer的實現原理.html
Panic異常
Go的類型系統會在編譯時捕獲不少錯誤，但有些錯誤只能在運行時檢查，如數組訪問越界、 空指針引用等。這些運行時錯誤會引發painc異常。
通常而言，當panic異常發生時，程序會中斷運行，並當即執行在該goroutine中被延遲的函數（defer 機制）。隨後，程序崩潰並輸出日誌信息。
不是全部的panic異常都來自運行時，直接調用內置的panic函數也會引起panic異常
接下來，咱們經過其彙編碼嘗試找出內置函數panic()的底層實現。
git
注意：我會把源碼中每一個方法的做用都註釋出來，能夠參考註釋進行理解。golang
先編寫一段簡單的代碼，並保存在panic.go文件中web
func main() { panic("err") }
而後使用如下命令編譯代碼：編程
go tool compile -S panic.go
0x0024 00036 (panic.go:10) PCDATA $2, $1 0x0024 00036 (panic.go:10) PCDATA $0, $0 0x0024 00036 (panic.go:10) LEAQ type.string(SB), AX 0x002b 00043 (panic.go:10) PCDATA $2, $0 0x002b 00043 (panic.go:10) MOVQ AX, (SP) 0x002f 00047 (panic.go:10) PCDATA $2, $1 0x002f 00047 (panic.go:10) LEAQ "".statictmp_0(SB), AX 0x0036 00054 (panic.go:10) PCDATA $2, $0 0x0036 00054 (panic.go:10) MOVQ AX, 8(SP) 0x003b 00059 (panic.go:10) CALL runtime.gopanic(SB)
咱們能夠看到panic()函數調用被替換成了runtime.gopanic()函數
看函數以前，咱們先來看一下panic的結構體
數組
runtime\runtime2.go:_panic安全
type _panic struct { argp unsafe.Pointer // 指向在panic下運行的defer的參數的指針 arg interface{ } // panic的參數 link *_panic // 連接到更早的panic，新panic添加到表頭 recovered bool // 該panic是否被recover aborted bool // 該panic是否強制退出 }
接着，咱們再來分析runtime.gopanic()函數服務器
runtime\panic.go函數
func gopanic(e interface{ }) { //獲取當前goroutine gp := getg() ... //生成一個新的panic結構 var p _panic p.arg = e //指向更早的panic p.link = gp._panic //綁定到goroutine gp._panic = (*_panic)(noescape(unsafe.Pointer(&p))) atomic.Xadd(&runningPanicDefers, 1) //循環goroutine中的defer鏈表 for { d := gp._defer if d == nil { break } //若是defer已經被調用 //若是該defer已經由較早的panic或者Goexit使用（表示引起了新的panic） //則從鏈表中去除這個panic，以前的panic或Goexit將不會繼續運行。 if d.started { if d._panic != nil { d._panic.aborted = true } d._panic = nil d.fn = nil gp._defer = d.link //釋放該defer freedefer(d) //跳過循環，繼續下一個defer continue } // 將defer標記已調用，但保留在列表中 //這樣 traceback 在棧增加或者 GC 的時候，可以找到並更新 defer 的參數棧幀 // 並用 reflectcall 執行 d.fn d.started = true //記錄在 defer 中發生的 panic //若是在 defer 的函數調用過程當中又發生了新的 panic，那個 panic 會在鏈表中找到 d // 而後標記 d._panic(指向當前的 panic) 爲 aborted 狀態。 d._panic = (*_panic)(noescape(unsafe.Pointer(&p))) p.argp = unsafe.Pointer(getargp(0)) //執行defer後面的fn，若是有recover()函數會執行recover reflectcall(nil, unsafe.Pointer(d.fn), deferArgs(d), uint32(d.siz), uint32(d.siz)) p.argp = nil // reflectcall 並無 panic，移除 d if gp._defer != d { throw("bad defer entry in panic") } //清空defer d._panic = nil d.fn = nil //下一個defer gp._defer = d.link // trigger shrinkage to test stack copy. See stack_test.go:TestStackPanic //GC() //defer語句下一條語句的地址 pc := d.pc //獲取rsp寄存器的值的指針 //必須是指針，以便在堆棧複製期間進行調整 sp := unsafe.Pointer(d.sp) //釋放defer freedefer(d) //若是panic被recover //會在gorecove 函數中已經修改成 true ，等會咱們在講 if p.recovered { //統計 atomic.Xadd(&runningPanicDefers, -1) //下一個panic gp._panic = p.link // 已標記已停止的panic，q且保留在g.panic列表中。 //從列表中刪除它們。 for gp._panic != nil && gp._panic.aborted { gp._panic = gp._panic.link } //處理完全部panic if gp._panic == nil { // 必須用信號完成 gp.sig = 0 } // Pass information about recovering frame to recovery. //將有關恢復幀的信息傳遞給recovery函數 //經過以前傳入的 sp 和 pc 恢復 gp.sigcode0 = uintptr(sp) gp.sigcode1 = pc mcall(recovery) throw("recovery failed") // mcall should not return } } // ran out of deferred calls - old-school panic now // Because it is unsafe to call arbitrary user code after freezing // the world, we call preprintpanics to invoke all necessary Error // and String methods to prepare the panic strings before startpanic. preprintpanics(gp._panic) //致命錯誤，終止程序 fatalpanic(gp._panic) // should not return *(*int)(nil) = 0 // not reached }
接着，咱們再來看看它是如何經過recovery函數回覆的ui
func recovery(gp *g) { // Info about defer passed in G struct. sp := gp.sigcode0 pc := gp.sigcode1 // d's arguments need to be in the stack. if sp != 0 && (sp < gp.stack.lo || gp.stack.hi < sp) { print("recover: ", hex(sp), " not in [", hex(gp.stack.lo), ", ", hex(gp.stack.hi), "]\n") throw("bad recovery") } //讓這個 defer 結構體的 deferproc 位置的調用從新返回 // 此次將返回值修改成 1 gp.sched.sp = sp gp.sched.pc = pc gp.sched.lr = 0 gp.sched.ret = 1 //直接跳回到deferreturn那裏去 gogo(&gp.sched) }
咱們再來總結一下整個流程：
- 先建立一個_panic結構體，加載到鏈表的表頭
- 遍歷當前goroutine的defer鏈表，
- 若是defer被標記爲已調用，跳出當前循環，進入下一個defer；
- 不然，將當前defer標記爲已調用，同時執行defer後面的函數，若是有recover，則會經過以前建立defer時傳進來的deferproc 的下一條彙編指令的地址（pc），以及函數調用棧棧頂的位置（sp）返回到deferreturn的位置上去，不然，直接退出程序
Recover捕獲異常
一般來講，不該該對panic異常作任何處理，但有時，也許咱們能夠從異常中恢復，至少咱們 能夠在程序崩潰前，作一些操做。好比說：當web服務器遇到不可預料的嚴重問題時，在崩潰前應該將全部的鏈接關閉，服務器甚至能夠將異常信息反饋到客戶端，幫助調試。
若是在defer函數中調用了內置函數recover，而且定義該defer語句的函數發生了panic異常，recover會使程序從panic中恢復，並返回panic value。致使panic異常的函數不會繼續運行，但能正常返回。在未發生panic時調用recover，recover會返回nil。
recover函數的使用
1.recover必須與defer配合使用
func main() { defer func() { recover() }() panic("err") }
相似於下面這種狀況是不能夠的：
func main() { recover() panic("觸發異常") }
2.必須在defer函數中直接調用recover，不能進行封裝或者嵌套
func main() { defer func() { if r := MyRecover(); r != nil { fmt.Println(r) } }() panic("err") } func MyRecover() interface{ } { fmt.Println("recover") return recover() }
一樣，在defer中嵌套也不能夠
func main() { defer func() { defer func() { if r := recover(); r != nil { fmt.Println(r) } }() }() panic("err") }
若是咱們直接在 defer 語句中調用 MyRecover 函數又能夠正常工做了：
func main() { //正常捕獲 defer MyRecover() panic("err") } func MyRecover() interface{ } { fmt.Println("recover") return recover() }
可是，若是 defer 語句直接調用 recover 函數，依然不能正常捕獲異常：
func main() { // 沒法捕獲異常 defer recover() panic("err") }
必需要和有異常的棧幀只隔一個棧幀， recover 函數才能正常捕獲異常。換言之， recover 函數捕獲的是祖父一級調用函數棧幀的異常（恰好能夠跨越一層 defer 函數）！
同時，爲了不不加區分的panic被恢復，可能致使系統漏洞的問題，最安全的作飯，就是對不一樣的錯誤類型分別處理
recover函數的原理
接下來，咱們經過底層源碼來看看它是如何作到這些限制的：
runtime\panic.go
func gorecover(argp uintptr) interface{ } { gp := getg() p := gp._panic //必須存在panic //非runtime.Goexit()； //panic還未被恢復 //argp == uintptr(p.argp) //p.argp是最頂層的延遲函數調用的參數指針,argp是調用recover函數的參數地址，一般是defer函數的參數地址 //若是二者相等，說明能夠被恢復，這也是爲何recover必須跟在defer後面且recover 函數捕獲的是祖父一級調用函數棧幀的異常的緣由 if p != nil && !p.goexit && !p.recovered && argp == uintptr(p.argp) { //將recovered 標誌改成true p.recovered = true return p.arg } return nil }
gorecover函數比較簡單，就是將recovered設爲true,說明已經defer後面的函數包含recover
總結
- recover函數在defer函數中
- recover函數被defer函數直接調用
- 若是包含多個defer函數，前面的defer經過recover()消除panic後，函數中剩餘的defer仍然會執行，但不能再次recover()
- 連續調用panic，僅最後一個會被recover捕獲