Go语言之延迟调用函数defer

写在前面的话：

在接触defer之后，觉得Go的这一特性很好，有点类似于C++的析构函数，不过它们却有很大的不同。主要的区别点是defer实现在函数里面，作用域也是在函数里面，当函数的return语句被调用之后，才会调用到这个defer声明的函数。而析构函数实现在类里面，作用域是在类内部，在该类的实例被销毁的时候，就会被调用到。

在谈论defer之前，笔者问了自己三个问题： 为什么我们需要defer？ 如何才能更好的使用它？ defer是如何实现的？

基于上面的三个问题，笔者做了简单的整理。

一.为什么我们需要defer

我们在写程序的时候，往往会碰到下面的两种情况。

第一种释放资源，当我们在创建一个资源的时候，往往需要释放资源，但是因为逻辑分支太多的缘故，我们要在每一个异常分支里面去实现释放资源的 操作。这样以来的话，就存在两个问题，第一，我们需要散弹式修改，释放资源的地方很多，每个都要填写上面，代码不容易维护。第二，异常分支太多的话，很容易漏掉，或者提前return了，进而导致资源没有释放掉，这样会产生代码漏洞。

第二种处理异常，代码实现里面，有一些异常是可以从逻辑代码里面控制的，有一些却未必容易控制，特别是一些很难捕捉到到异常，这种主要来源于操作系统内核或者硬件提示的异常信息。

1.C++里面这两种情况，都有对应的处理方法，第一种采用析构函数去释放这些资源，第二种情况采用try-catch的方式去捕获和处理这些异常(备注：这部分内容会专门整理一篇文章介绍)。

2.到了Go之后，我发现C++的这两种实现方式都不存在了，那怎么办呢？于是defer产生了，这种在普通函数的return之后会调用的延迟调用函数，该发挥作用了。

二.defer的使用规则

defer函数调用时间，发生在该函数的return之后，主要用三种使用规则，说是三种规则，其实更像是三种注意事项。

1）当defer被声明时，其参数就会被实时解析。

package main
import (
"fmt"
)

func main() {
  var i int = 1
  // i的值在defer第一次走到的位置就被确认下来了
  defer fmt.Println("defer i value:", i) 
  i++
  fmt.Println("Main i value:", i)
}

output:

Main i value: 2
defer i value: 1

备注：对于指针来说，这个参数是地址，指针指向的数据还是有可能会被更改的。

2）当一个函数中有多个defer函数时，它们的执行顺序是先进后出。

这种处理场景，一般是有几个资源，而这些资源之间是有依赖关系的。

package main
import (
"fmt"
)

func main() {
  var i int = 1
  defer fmt.Println("defer i value:", i) // 3rd called
  i++
  defer fmt.Println("defer i value:", i) // 2nd called
  i++
  defer fmt.Println("defer i value:", i) // 1st called
  i++
  fmt.Println("Main i value:", i)
}

OutPut:

Main i value: 4
defer i value: 3
defer i value: 2
defer i value: 1

3）defer可以读取有名返回值。

关于这一个规则，笔者觉得这是defer的一个副作用，毕竟返回值在return之后，是不希望被改掉的。不过也有好处，就是一旦希望对函数的返回值做一些特殊操作的时候，例如希望将返回值占内存很大的内容写到文件里或者内存里。

package main

import (
  "fmt"
)

func deferFunc() (i int ) {
  return 1 // 返回值1
}

func deferFunc0() (i int ) {
  defer func() { i++ }() // 会更改i的值，但是没有办法影响返回值
  return 1  // 返回值 直接将1这种数字写回了栈中，并直接返回了
}

func deferFunc1() (i int ) {
  defer func() { i++ }()// step2: 会继续操作i++
  return i // step1: 返回值会复制给一个临时变量，再返回出去
}

func main() {
  i := 0
  i = deferFunc()
  fmt.Println("Main  i value:", i)
  i = deferFunc0()
  fmt.Println("Main0 i value:", i)
  i = deferFunc1()
  fmt.Println("Main1 i value:", i)
  i++
  fmt.Println("Main2 i value:", i)
}

Output:

Main  i value: 1
Main0 i value: 2
Main1 i value: 1
Main2 i value: 2

三.defer的实现原理

1)defer 的数据结构

type _defer struct{ 
  spuintptr//函数栈指针 
  pcuintptr//程序计数器
  fn*funcval//函数地址
  link*_defer//指向自身结构的指针，用于链接多个defer
}

图片发自简书App

每次声明一个defer函数都会从链表头部开始插入。

函数返回前执行defer是从链表首部一次取出执行。

2）defer的创建与执行

deferproc():在声明defer处调用，将其defer函数存入goroutine的链表中。

deferreturn():在ret指令前调用，将defer从对应的链表中取出并执行。

过程如下：在编译阶段声明defer处插入函数deferproc() ，在函数return前插入函数deferreturn()。

参考资料：Go语言程序设计

https://studygolang.com/articles/16067

灰子作于二零一九年三月十九日。