defer in C++/Objc
原创
导语
写过swift的同学应该都知道defer这个关键字，可以让我们在函数return之前执行指定的代码，这对于有多个提前return而忘记释放资源的函数来说，简直不要太方便了，然而对于swift的前辈Objective-C或C++来说，苹果并没有帮我们定义，因此本文总结一下如何在C++和Objective-C中实现defer。
defer的作用
正如导语所言，defer关键字可以帮我们在函数返回之前执行指定的代码，其中最常见的作用就是帮我们清理资源，防止某个地方提前return而导致内存泄露。
defer的范围
虽然我们总是拿defer来帮函数做资源回收工作，但其实defer的作用范围是最近的作用域，假如我们将defer放入if作用域中时，defer就会在if作用域结束前执行，而非函数return前，这需要在使用defer多加小心，不然资源提前释放会导致野指针。
此外当一个作用域定义了多个defer，那么退出作用域前其执行顺序就像栈一样，先进后出。
defer with cleanup
__attribute__
想要在Objective-C中完美实现defer，那么我们需要了解一下GNU C中的编译指令__attribute__((attribute-list))，该编译指令的括号里可以填非常多的指令，例如format可以用来帮助printf检查格式化字符串的参数类型对不对，又例如noreturn用来告知编译器该函数并不是所有条件下都有返回值，编译时不需要输出warning，而我们现在需要用的是cleanup指令。
cleanup
cleanup指令可以说是非常符合我们当前的需求，该指令接受一个返回为空，参数个数是1个的函数指针作为其参数，在声明的作用域结束之前执行指定的函数。文字说明可能不够清楚，参考下列代码：
// 指定一个cleanup方法，注意入参是所修饰变量的地址，类型要一样
// 对于指向objc对象的指针(id *)，如果不强制声明__strong默认是__autoreleasing，造成类型不匹配
static void stringCleanUp(__strong NSString **string) {
NSLog(@"%@", *string);
}
// 在某个方法中：
{
__strong NSString *string __attribute__((cleanup(stringCleanUp))) = @"sunnyxx";
} // 当运行到这个作用域结束时，自动调用stringCleanUp借助cleanup这个黑魔法，假如我们定义一个接受一个block指针参数的函数，其函数体就是直接执行该block参数，然后将该函数传给cleanup指令，那么就可以在作用域结束前执行指定的代码，正如以下代码所示：
// void(^block)(void)的指针是void(^*block)(void)
static void blockCleanUp(__strong void(^*block)(void)) {
(*block)();
}
{
// 加了个`unused`的attribute用来消除`unused variable`的warning
__strong void(^block)(void) __attribute__((cleanup(blockCleanUp), unused)) = ^{
NSLog(@"I'm dying...");
};
} // 这里输出"I'm dying..."虽然上面的代码已经可以基本实现我们的需求，但是假如每次使用都要敲上面这么长的声明变量语句，怕是很难记住，因此，参考Reactive Cocoa中神奇的@onExit宏，我们可以定义以下的宏：
#define ext_keywordify autoreleasepool {}
#define onExit \
ext_keywordify \
__strong ext_cleanupBlock_t ext_exitBlock_ __attribute__((cleanup(ext_executeCleanupBlock), unused)) = ^其中ext_keywordify这个工具宏完全是为了让我们在onExit前添加@，显得更加特别而使用的，也为了更接近Reacive Cocoa而加的。通过onExit宏，上面那一长串的声明语句就可以简化为：
{
@onExit {
NSLog(@"I'm dying...");
};
} // 这里输出"I'm dying..."__LINE__
@onExit到这里可以说已经非常接近defer的功能了，但依然还差一点，就是@onExit一个作用域只能声明一次，这是因为onExit宏中我们声明的变量名是ext_exitBlock_，这个固定的名字，所以相同作用域中不能有两个相同的名字的变量，否则编译就会出错。为了解决该问题，我们还需要借用_LINE_宏（_COUNTER_也可以），该宏会在编译后被替换为文件中所在的行号，所以假如我们将ext_exitBlock_这个变量名和行号混在一起，那么就不会有重复的变量名了，因此onExit宏最终的定义如下：
#define onExit \
ext_keywordify \
__strong ext_cleanupBlock_t tt_string_concat(ext_exitBlock_, __LINE__) __attribute__((cleanup(ext_executeCleanupBlock), unused)) = ^完整的定义如下：
#define ext_keywordify autoreleasepool {}
typedef void (^ext_cleanupBlock_t)(void);
void ext_executeCleanupBlock(__strong ext_cleanupBlock_t _Nonnull * _Nonnull block) {
(*block)();
}
#define onExit \
ext_keywordify \
__strong ext_cleanupBlock_t tt_string_concat(ext_exitBlock_, __LINE__) __attribute__((cleanup(ext_executeCleanupBlock), unused)) = ^以上代码都是ObjC的，但_attribute_编译指令是GNU通用的，所以在C++也可以用同样的方法，只是block参数替换为C++11的std::function，然后传入一个lambda函数就可以，这里就不赘述了。
defer with dealloc
defer的第二种实现可以借助局部变量的析构函数，因为局部变量会在调用堆栈返回前释放，这与defer的作用有点相似，故此我们稍加改造也可以实现defer的功能，如下列代码所示：
template <typename Function>
struct doDefer {
Function f;
doDefer(Function f): f(f) {}
~doDefer() { f(); }
};
template <typename Function>
triton::doDefer<Function> deferer(Function f) {
return doDefer<Function>(f);
}
#define DEFER_1(x, y) x##y
#define DEFER_2(x, y) DEFER_1(x, y)
#define DEFER_0(x) DEFER_2(x, __LINE__)
#define defer(expr) auto DEFER_0(_defered_option) = deferer([&](){expr;});上述代码会在作用域结束时执行指定的lambda函数，而且同样的，我们让局部变量的名字后面加上行号，使得可以声明多个defer表达式。
defer VS return
在使用defer过程中，我们需要注意一点，假如我们在defer中修改函数的返回值，那么很抱歉，这是没有意义的事情，就好比下列代码：
int test {
int __block result = 1;
@onExit {
result++;
};
return result;
}
void main() {
int res = test();
printf("test res: %d\n", res); //test res: 1
return;
}test函数中声明了@onExit block，并修改了返回值，但main函数调用完test函数后，res这个返回值依然是1。究其原因，就是因为return语句并不是原子语句，在test函数return时，执行的顺序是确定返回值result = 1 -> 执行@onExit -> 函数返回，因此即使@onExit中修改了返回值，对于最终的函数返回值来说是没有改变的。
参考资料
原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。
如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。
原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。
如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。