Go关键字defer的使用和底层实现

1：defer是什么

defer是Go语言的关键字，一般用于资源的释放和异常的捕捉(比如：文件打开、加锁、数据库连接、异常捕获)，defer语句后将其后面跟随的语句进行延迟处理，就是说在函数执行完毕后再执行调用，也就是return的ret指令之前。

1.1 资源释放

资源的释放在代码中有很多场景，比如打开文件描述符资源后，需要进行file.close得到释放，在打开文件后就加上defer，避免在后续因为err导致的return退出忘记释放，文件资源。

func openFile() {
	file, err := os.Open("txt")
	if err != nil {
		return
	}
	defer file.Close() //合理位置
}

常见的加锁场景，业务代码中忘记释放锁，那么会导致资源得不到释放，造成死锁，但是defer就很好解决了这个问题，不管业务逻辑怎么处理，最终还是会释放锁。

func lockScene() {
	 var mutex sync.Mutex
	 mutex.Lock()
	 defer  mutex.Unlock()
	 //业务代码...
}

1.2 捕获异常

Go 语言中 recover 关键字主要用于捕获异常，让程序回到正常状态。recover 可以中止 panic 造成的程序崩溃。它是一个只能在 defer 中发挥作用的函数，在其他作用域中调用不会发挥作用

func demo()  {
 defer func() {
  if err := recover(); err !=nil{
   fmt.Println(string(Stack()))
  }
 }()
 panic("unknown")
}

2：defer语法

defer语法相对简单，直接在普通函数之前加一个defer关键字

defer demoFunc(args)

虽然defer语法简单，但是当有多个defer注册时，会以逆序执行（类似栈：先进后出），举个栗子。

func f1() {
	defer fmt.Println("defer1")
	defer fmt.Println("defer2")
	fmt.Println("start")
	fmt.Println("end")
	return
}

这段代码的字符串输出结果是：start、end、defer2、defer1。首先输出的defer字符串在正常的start、end后输出可以很好理解(defer在函数返回前执行)，字符串defer2在defer1前输出（逆序执行）。

3：defer与return

Go语言中函数的 return 语句并不是原子级的，实际的执行过程为为设置返回值—>ret指令，defer 语句是在返回前执行，所以返回过程是：「设置返回值—>执行defer—>ret」

4：defer底层实现

要了解defer的实现，先看下defer的底层数据结构和各个参数表示的意义（src/runtime/runtime2.go）

type _defer struct {
   siz     int32    // 参数和返回值的内存大小
   started bool
   heap    bool       //是否分配在堆上面
   openDefer bool     // 是否经过开放编码优化
   sp        uintptr  // sp 计数器值，栈指针
   pc        uintptr  // pc 计数器值，程序计数器
   fn        *funcval // defer 传入的函数地址，也就是延后执行的函数
   _panic    *_panic  // defer 的 panic 结构体
   link      *_defer  // 同一个协程里面的defer 延迟函数，会通过该指针连接在一起
}

defer怎么实现延迟的

通过资料了解到，defer在代码中的位置在编译后会有两部分内容： 1：deferproc负责把要执行的函数保存起来，我们称之为defer注册 2：deferreturn是在defer注册完成（deferproc）后，程序执行后续业务代码，直到通过deferreturn执行注册的defer函数

为啥是逆序执行

defer结构有个link指针，是指向的一个defer单链表的头，每次咱们声明一个defer的时候，就会将该defer的数据插入到这个单链表头部的位置，取defer进行执行的时候，是从单链表的头开始去取的，这就是defer先进后出的原因。 底层代码在src/runtime/panic.go，核心代码做了说明

func deferproc(siz int32, fn *funcval) { // arguments of fn follow fn
	gp := getg() //获取goroutine结构
	if gp.m.curg != gp {
		// go code on the system stack can't defer
		throw("defer on system stack")
	}
	...
	d := newdefer(siz) //新建一个defer结构
	if d._panic != nil {
		throw("deferproc: d.panic != nil after newdefer")
	}
	d.link = gp._defer // 新建defer的link指针指向g的defer
	gp._defer = d      // 新建defer放到g的defer位置，完成插入链表表头操作
	d.fn = fn
	d.pc = callerpc
	d.sp = sp
	...
}

如图：先声明defer fun1()、再声明 defer fun2()，fun2()在单链表链表头部。

总结

1：defer关键字后面必须是函数，也叫延迟函数

2：defer是逆序执行（后进先出），延迟函数中的参数在defer声明的时候已经确定了

3：在函数return之前执行延迟函数

到此这篇关于Go关键字defer的使用和底层实现的文章就介绍到这了,更多相关Go defer使用内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！