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  • go语言defer关键字背后的实现,语法,用法

    原文: https://tiancaiamao.gitbooks.io/go-internals/content/zh/03.4.html

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    3.4 defer关键字

    defer和go一样都是Go语言提供的关键字。defer用于资源的释放,会在函数返回之前进行调用。一般采用如下模式:

    f,err := os.Open(filename)
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    defer f.Close()
    

    如果有多个defer表达式,调用顺序类似于栈,越后面的defer表达式越先被调用。

    不过如果对defer的了解不够深入,使用起来可能会踩到一些坑,尤其是跟带命名的返回参数一起使用时。在讲解defer的实现之前先看一看使用defer容易遇到的问题。

    defer使用时的坑

    先来看看几个例子。例1:

    func f() (result int) {
        defer func() {
            result++
        }()
        return 0
    }
    

    例2:

    func f() (r int) {
         t := 5
         defer func() {
           t = t + 5
         }()
         return t
    }
    

    例3:

    func f() (r int) {
        defer func(r int) {
              r = r + 5
        }(r)
        return 1
    }
    

    请读者先不要运行代码,在心里跑一遍结果,然后去验证。

    例1的正确答案不是0,例2的正确答案不是10,如果例3的正确答案不是6......

    defer是在return之前执行的。这个在 官方文档中是明确说明了的。要使用defer时不踩坑,最重要的一点就是要明白,return xxx这一条语句并不是一条原子指令!

    函数返回的过程是这样的:先给返回值赋值,然后调用defer表达式,最后才是返回到调用函数中。

    defer表达式可能会在设置函数返回值之后,在返回到调用函数之前,修改返回值,使最终的函数返回值与你想象的不一致。

    其实使用defer时,用一个简单的转换规则改写一下,就不会迷糊了。改写规则是将return语句拆成两句写,return xxx会被改写成:

    返回值 = xxx
    调用defer函数
    空的return
    

    先看例1,它可以改写成这样:

    func f() (result int) {
         result = 0  //return语句不是一条原子调用,return xxx其实是赋值+ret指令
         func() { //defer被插入到return之前执行,也就是赋返回值和ret指令之间
             result++
         }()
         return
    }
    

    所以这个返回值是1。

    再看例2,它可以改写成这样:

    func f() (r int) {
         t := 5
         r = t //赋值指令
         func() {        //defer被插入到赋值与返回之间执行,这个例子中返回值r没被修改过
             t = t + 5
         }
         return        //空的return指令
    }
    

    所以这个的结果是5。

    最后看例3,它改写后变成:

    func f() (r int) {
         r = 1  //给返回值赋值
         func(r int) {        //这里改的r是传值传进去的r,不会改变要返回的那个r值
              r = r + 5
         }(r)
         return        //空的return
    }
    

    所以这个例子的结果是1。

    defer确实是在return之前调用的。但表现形式上却可能不像。本质原因是return xxx语句并不是一条原子指令,defer被插入到了赋值 与 ret之间,因此可能有机会改变最终的返回值。

    defer的实现

    defer关键字的实现跟go关键字很类似,不同的是它调用的是runtime.deferproc而不是runtime.newproc。

    在defer出现的地方,插入了指令call runtime.deferproc,然后在函数返回之前的地方,插入指令call runtime.deferreturn。

    普通的函数返回时,汇编代码类似:

    add xx SP
    return
    

    如果其中包含了defer语句,则汇编代码是:

    call runtime.deferreturn,
    add xx SP
    return
    

    goroutine的控制结构中,有一张表记录defer,调用runtime.deferproc时会将需要defer的表达式记录在表中,而在调用runtime.deferreturn的时候,则会依次从defer表中出栈并执行。

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