go語言中關(guān)于defer的注意事項

舉個例子,如下

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答案

解析:

defer函數(shù)在處理Panic() 和Recover()時的應(yīng)用

panic 函數(shù)是內(nèi)置的go函數(shù),它 終止 go程序的當(dāng)前流程并開始 panicking , recover 函數(shù)也是內(nèi)置的一個go函數(shù),允許你收回處理那些使用了 panic 函數(shù)的 goroutine 的控制權(quán)

來個案例

1.14版本defer性能大幅度提升，內(nèi)部實現(xiàn)了開放編碼優(yōu)化

GO中的defer會在當(dāng)前函數(shù)返回前執(zhí)行傳入的函數(shù)，常用于關(guān)閉文件描述符，關(guān)閉鏈接及解鎖等操作。

Go語言中使用defer時會遇到兩個常見問題：

接下來我們來詳細(xì)處理這兩個問題。

官方有段對defer的解釋：

這里我們先來一道經(jīng)典的面試題

你覺得這個會打印什么？

輸出結(jié)果：

這里是遵循先入后出的原則，同時保留當(dāng)前變量的值。

把這道題簡化一下：

輸出結(jié)果

上述代碼輸出似乎不符合預(yù)期，這個現(xiàn)象出現(xiàn)的原因是什么呢？經(jīng)過分析，我們發(fā)現(xiàn)調(diào)用defer關(guān)鍵字會立即拷貝函數(shù)中引用的外部參數(shù)，所以fmt.Println(i)的這個i是在調(diào)用defer的時候就已經(jīng)賦值了，所以會直接打印1。

想要解決這個問題也很簡單，只需要向defer關(guān)鍵字傳入匿名函數(shù)

這里把一些垃圾回收使用的字段忽略了。

中間代碼生成階段cmd/compile/internal/gc/ssa.go會處理程序中的defer，該函數(shù)會根據(jù)條件不同，使用三種機(jī)制來處理該關(guān)鍵字

開放編碼、堆分配和棧分配是defer關(guān)鍵字的三種方法，而Go1.14加入的開放編碼，使得關(guān)鍵字開銷可以忽略不計。

call方法會為所有函數(shù)和方法調(diào)用生成中間代碼，工作內(nèi)容：

defer關(guān)鍵字在運(yùn)行時會調(diào)用deferproc，這個函數(shù)實現(xiàn)在src/runtime/panic.go里，接受兩個參數(shù)：參數(shù)的大小和閉包所在的地址。

編譯器不僅將defer關(guān)鍵字轉(zhuǎn)成deferproc函數(shù)，還會通過以下三種方式為所有調(diào)用defer的函數(shù)末尾插入deferreturn的函數(shù)調(diào)用

1、在cmd/compile/internal/gc/walk.go的walkstmt函數(shù)中，在遇到ODEFFER節(jié)點時會執(zhí)行Curfn.Func.SetHasDefer(true)，設(shè)置當(dāng)前函數(shù)的hasdefer屬性

2、在ssa.go的buildssa會執(zhí)行s.hasdefer = fn.Func.HasDefer()更新hasdefer

3、在exit中會根據(jù)hasdefer在函數(shù)返回前插入deferreturn的函數(shù)調(diào)用

runtime.deferproc為defer創(chuàng)建了一個runtime._defer結(jié)構(gòu)體、設(shè)置它的函數(shù)指針fn、程序計數(shù)器pc和棧指針sp并將相關(guān)參數(shù)拷貝到相鄰的內(nèi)存空間中

最后調(diào)用的return0是唯一一個不會觸發(fā)延遲調(diào)用的函數(shù)，可以避免deferreturn的遞歸調(diào)用。

newdefer的分配方式是從pool緩存池中獲?。?/p>

這三種方式取到的結(jié)構(gòu)體_defer，都會被添加到鏈表的隊頭，這也是為什么defer按照后進(jìn)先出的順序執(zhí)行。

deferreturn就是從鏈表的隊頭取出并調(diào)用jmpdefer傳入需要執(zhí)行的函數(shù)和參數(shù)。

該函數(shù)只有在所有延遲函數(shù)都執(zhí)行后才會返回。

如果我們能夠?qū)⒉糠纸Y(jié)構(gòu)體分配到棧上就可以節(jié)約內(nèi)存分配帶來的額外開銷。

在call函數(shù)中有在棧上分配

在運(yùn)行期間deferprocStack只需要設(shè)置一些未在編譯期間初始化的字段，就可以將棧上的_defer追加到函數(shù)的鏈表上。

除了分配的位置和堆的不同，其他的大致相同。

Go語言在1.14中通過開放編碼實現(xiàn)defer關(guān)鍵字，使用代碼內(nèi)聯(lián)優(yōu)化defer關(guān)鍵的額外開銷并引入函數(shù)數(shù)據(jù)funcdata管理panic的調(diào)用，該優(yōu)化可以將 defer 的調(diào)用開銷從 1.13 版本的 ~35ns 降低至 ~6ns 左右。

然而開放編碼作為一種優(yōu)化 defer 關(guān)鍵字的方法，它不是在所有的場景下都會開啟的，開放編碼只會在滿足以下的條件時啟用：

如果函數(shù)中defer關(guān)鍵字的數(shù)量多于8個或者defer處于循環(huán)中，那么就會禁用開放編碼優(yōu)化。

可以看到這里，判斷編譯參數(shù)不用-N，返回語句的數(shù)量和defer數(shù)量的乘積小于15，會啟用開放編碼優(yōu)化。

延遲比特deferBitsTemp和延遲記錄是使用開放編碼實現(xiàn)defer的兩個最重要的結(jié)構(gòu)，一旦使用開放編碼，buildssa會在棧上初始化大小為8個比特的deferBits

延遲比特中的每一個比特位都表示該位對應(yīng)的defer關(guān)鍵字是否需要被執(zhí)行。延遲比特的作用就是標(biāo)記哪些defer關(guān)鍵字在函數(shù)中被執(zhí)行，這樣就能在函數(shù)返回時根據(jù)對應(yīng)的deferBits確定要執(zhí)行的函數(shù)。

而deferBits的大小為8比特，所以該優(yōu)化的條件就是defer的數(shù)量小于8.

而執(zhí)行延遲調(diào)用的時候仍在deferreturn

這里做了特殊的優(yōu)化，在runOpenDeferFrame執(zhí)行開放編碼延遲函數(shù)

1、從結(jié)構(gòu)體_defer讀取deferBits，執(zhí)行函數(shù)等信息

2、在循環(huán)中依次讀取執(zhí)行函數(shù)的地址和參數(shù)信息，并通過deferBits判斷是否要執(zhí)行

3、調(diào)用reflectcallSave執(zhí)行函數(shù)

1、新加入的defer放入隊頭，執(zhí)行defer時是從隊頭取函數(shù)調(diào)用，所以是后進(jìn)先出

2、通過判斷defer關(guān)鍵字、return數(shù)量來判斷是否開啟開放編碼優(yōu)化

3、調(diào)用deferproc函數(shù)創(chuàng)建新的延遲調(diào)用函數(shù)時，會立即拷貝函數(shù)的參數(shù)，函數(shù)的參數(shù)不會等到真正執(zhí)行時計算

簡單聊聊Golang中defer預(yù)計算參數(shù)

什么是defer

defer 可以保證方法可以在外圍函數(shù)返回之前調(diào)用。有點像其他言的 try finally

Go語言defer預(yù)計算參數(shù)

Go 語言中所有的函數(shù)調(diào)用都是傳值的，雖然 defer 是關(guān)鍵字，但是也繼承了這個特性。假設(shè)我們想要計算 main 函數(shù)運(yùn)行的時間，可能會寫出以下的代碼：

結(jié)果是：

運(yùn)行結(jié)果并不符合我們的預(yù)期，這個現(xiàn)象背后的原因是什么呢？經(jīng)過分析，我們會發(fā)現(xiàn)調(diào)用 defer 關(guān)鍵字會立刻拷貝函數(shù)中引用的外部參數(shù)，所以 time.Since(startedAt) 的結(jié)果不是在 main 函數(shù)退出之前計算的，而是在 defer 關(guān)鍵字調(diào)用時計算的【defer入棧的時候】，最終導(dǎo)致上述代碼輸出 0s

我們再來看個簡單例子來說明上述解釋：

當(dāng)代碼運(yùn)行到defer fmt.Println(test(i))的時候，會把defer右邊最外層函數(shù)的參數(shù)計算完畢，并傳遞進(jìn)函數(shù)里，但不會執(zhí)行函數(shù)體的代碼直到包裹defer的函數(shù)返回。我們先看會把defer右邊最外層函數(shù)的參數(shù)計算完畢，并傳遞進(jìn)函數(shù)里這句話，對應(yīng)例子就是先把test(i)算出來，此時i=1，計算test(1)得2,然后fmt.Println(2)入棧，等到最后程序運(yùn)行完了再運(yùn)行defer結(jié)果就是2（但不會執(zhí)行函數(shù)體的代碼直到包裹defer的函數(shù)返回）。

我們再來看一個例子與匿名函數(shù)結(jié)合：

結(jié)果：

使用匿名函數(shù)，結(jié)果是101，相當(dāng)于i給到test方法的是100，那為什么呢？還是那句話：但不會執(zhí)行函數(shù)體的代碼直到包裹defer的函數(shù)返回

也就是說他會把整個{ fmt.Println(test(i)) }()函數(shù)體入棧，等到最后程序運(yùn)行完了再運(yùn)行defer，此時的i是100，運(yùn)行test后就是101了。

所以你要解決第一個打印為0s的問題，你就可以使用匿名函數(shù)來解決，如下：

結(jié)果：

3.6 Go語言函數(shù)的延遲調(diào)用(Deferred Code)

在以下這段代碼中，我們操作一個文件，無論成功與否都需要關(guān)閉文件句柄。這里在三處不同的位置都調(diào)用了file.Close()方法，代碼顯得非常冗余。

我們利用延遲調(diào)用來優(yōu)化代碼。定義后的defer代碼，會在return之前返回，讓代碼顯得更加緊湊，且可讀性變強(qiáng)，對上面的代碼改造如下：

我們通過這個示例來看一下延遲調(diào)用與正常代碼之間的執(zhí)行順序

先簡單分析一下代碼邏輯：

從輸出中，我們可以觀察到如下現(xiàn)象：

從這個實例中，我們很明顯觀察到，defer語句是在return之前執(zhí)行

如果一個函數(shù)內(nèi)定義了多個defer，則調(diào)用順序為LIFO（后進(jìn)先出）方式執(zhí)行。

仍然是相同的例子，但是在TestDefer中我們定義了三個defer輸出，根據(jù)LIFO原則，輸出的順序是3rd-2nd-1st，根據(jù)最后的結(jié)果，也是逆向向上執(zhí)行defer輸出。

就在整理這篇筆記的時候，發(fā)現(xiàn)了自己的認(rèn)知誤區(qū)，主要是本節(jié)實例三中發(fā)現(xiàn)的，先來看一下英文的描述：

對于上面的這段話的理解：

下面是代碼執(zhí)行輸出，我們來一起分析一下：

雖然在a()函數(shù)內(nèi)，顯示的返回了10，但是main函數(shù)中得到的結(jié)果是defer函數(shù)自增后的結(jié)果，我們來分析一下代碼：

在這篇文章的上一版，我曾經(jīng)嘗試用指針取解釋defer修改返回值的類型，但是感覺不夠透徹，也讓閱讀者非常困惑，索性參考了一下go官方blog中的一篇文章，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展。如需要閱讀原文，可以參考下面的文章。