本篇內(nèi)容介紹了“Go defer的實(shí)現(xiàn)原理剖析”的有關(guān)知識(shí),在實(shí)際案例的操作過(guò)程中,不少人都會(huì)遇到這樣的困境,接下來(lái)就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧!希望大家仔細(xì)閱讀,能夠?qū)W有所成!
defer語(yǔ)句用于延遲函數(shù)的調(diào)用,每次defer都會(huì)把一個(gè)函數(shù)壓入棧中,函數(shù)返回前再把延遲的函數(shù)取出并執(zhí)行。
為了方便描述,我們把創(chuàng)建defer的函數(shù)稱為主函數(shù),defer語(yǔ)句后面的函數(shù)稱為延遲函數(shù)。
延遲函數(shù)可能有輸入?yún)?shù),這些參數(shù)可能來(lái)源于定義defer的函數(shù),延遲函數(shù)也可能引用主函數(shù)用于返回的變量,也就是說(shuō)延遲函數(shù)可能會(huì)影響主函數(shù)的一些行為,這些場(chǎng)景下,如果不了解defer的規(guī)則很容易出錯(cuò)。
其實(shí)官方說(shuō)明的defer的三個(gè)原則很清楚,本節(jié)試圖匯總defer的使用場(chǎng)景并做簡(jiǎn)單說(shuō)明。
按照慣例,我們看幾個(gè)有意思的題目,用于檢驗(yàn)對(duì)defer的了解程度。
下面函數(shù)輸出結(jié)果是什么?
func deferFuncParameter() { var aInt = 1 defer fmt.Println(aInt) aInt = 2 return}
題目說(shuō)明:
函數(shù)deferFuncParameter()定義一個(gè)整型變量并初始化為1,然后使用defer語(yǔ)句打印出變量值,最后修改變量值為2.
參考答案:
輸出1。延遲函數(shù)fmt.Println(aInt)的參數(shù)在defer語(yǔ)句出現(xiàn)時(shí)就已經(jīng)確定了,所以無(wú)論后面如何修改aInt變量都不會(huì)影響延遲函數(shù)。
下面程序輸出什么?
package mainimport "fmt"func printArray(array *[3]int) { for i := range array { fmt.Println(array[i]) } }func deferFuncParameter() { var aArray = [3]int{1, 2, 3} defer printArray(&aArray) aArray[0] = 10 return}func main() { deferFuncParameter() }
函數(shù)說(shuō)明:
函數(shù)deferFuncParameter()定義一個(gè)數(shù)組,通過(guò)defer延遲函數(shù)printArray()的調(diào)用,最后修改數(shù)組第一個(gè)元素。printArray()函數(shù)接受數(shù)組的指針并把數(shù)組全部打印出來(lái)。
參考答案:
輸出10、2、3三個(gè)值。延遲函數(shù)printArray()的參數(shù)在defer語(yǔ)句出現(xiàn)時(shí)就已經(jīng)確定了,即數(shù)組的地址,由于延遲函數(shù)執(zhí)行時(shí)機(jī)是在return語(yǔ)句之前,所以對(duì)數(shù)組的最終修改值會(huì)被打印出來(lái)。
下面函數(shù)輸出什么?
func deferFuncReturn() (result int) { i := 1 defer func() { result++ }() return i}
函數(shù)說(shuō)明:
函數(shù)擁有一個(gè)具名返回值result,函數(shù)內(nèi)部聲明一個(gè)變量i,defer指定一個(gè)延遲函數(shù),最后返回變量i。延遲函數(shù)中遞增result。
參考答案:
函數(shù)輸出2。函數(shù)的return語(yǔ)句并不是原子的,實(shí)際執(zhí)行分為設(shè)置返回值-->ret,defer語(yǔ)句實(shí)際執(zhí)行在返回前,即擁有defer的函數(shù)返回過(guò)程是:設(shè)置返回值-->執(zhí)行defer-->ret。所以return語(yǔ)句先把result設(shè)置為i的值,即1,defer語(yǔ)句中又把result遞增1,所以最終返回2。
Golang官方博客里總結(jié)了defer的行為規(guī)則,只有三條,我們圍繞這三條進(jìn)行說(shuō)明。
官方給出一個(gè)例子,如下所示:
func a() { i := 0 defer fmt.Println(i) i++ return }
defer語(yǔ)句中的fmt.Println()參數(shù)i值在defer出現(xiàn)時(shí)就已經(jīng)確定下來(lái),實(shí)際上是拷貝了一份。后面對(duì)變量i的修改不會(huì)影響fmt.Println()函數(shù)的執(zhí)行,仍然打印"0"。
注意:對(duì)于指針類型參數(shù),規(guī)則仍然適用,只不過(guò)延遲函數(shù)的參數(shù)是一個(gè)地址值,這種情況下,defer后面的語(yǔ)句對(duì)變量的修改可能會(huì)影響延遲函數(shù)。
這個(gè)規(guī)則很好理解,定義defer類似于入棧操作,執(zhí)行defer類似于出棧操作。
設(shè)計(jì)defer的初衷是簡(jiǎn)化函數(shù)返回時(shí)資源清理的動(dòng)作,資源往往有依賴順序,比如先申請(qǐng)A資源,再跟據(jù)A資源申請(qǐng)B資源,跟據(jù)B資源申請(qǐng)C資源,即申請(qǐng)順序是:A-->B-->C,釋放時(shí)往往又要反向進(jìn)行。這就是把deffer設(shè)計(jì)成FIFO的原因。
每申請(qǐng)到一個(gè)用完需要釋放的資源時(shí),立即定義一個(gè)defer來(lái)釋放資源是個(gè)很好的習(xí)慣。
定義defer的函數(shù),即主函數(shù)可能有返回值,返回值有沒(méi)有名字沒(méi)有關(guān)系,defer所作用的函數(shù),即延遲函數(shù)可能會(huì)影響到返回值。
若要理解延遲函數(shù)是如何影響主函數(shù)返回值的,只要明白函數(shù)是如何返回的就足夠了。
有一個(gè)事實(shí)必須要了解,關(guān)鍵字return不是一個(gè)原子操作,實(shí)際上return只代理匯編指令ret,即將跳轉(zhuǎn)程序執(zhí)行。比如語(yǔ)句return i
,實(shí)際上分兩步進(jìn)行,即將i值存入棧中作為返回值,然后執(zhí)行跳轉(zhuǎn),而defer的執(zhí)行時(shí)機(jī)正是跳轉(zhuǎn)前,所以說(shuō)defer執(zhí)行時(shí)還是有機(jī)會(huì)操作返回值的。
舉個(gè)實(shí)際的例子進(jìn)行說(shuō)明這個(gè)過(guò)程:
func deferFuncReturn() (result int) { i := 1 defer func() { result++ }() return i}
該函數(shù)的return語(yǔ)句可以拆分成下面兩行:
result = i return
而延遲函數(shù)的執(zhí)行正是在return之前,即加入defer后的執(zhí)行過(guò)程如下:
result = i result++ return
所以上面函數(shù)實(shí)際返回i++值。
關(guān)于主函數(shù)有不同的返回方式,但返回機(jī)制就如上機(jī)介紹所說(shuō),只要把return語(yǔ)句拆開(kāi)都可以很好的理解,下面分別舉例說(shuō)明
一個(gè)主函數(shù)擁有一個(gè)匿名的返回值,返回時(shí)使用字面值,比如返回"1"、"2"、"Hello"這樣的值,這種情況下defer語(yǔ)句是無(wú)法操作返回值的。
一個(gè)返回字面值的函數(shù),如下所示:
func foo() int { var i int defer func() { i++ }() return 1}
上面的return語(yǔ)句,直接把1寫(xiě)入棧中作為返回值,延遲函數(shù)無(wú)法操作該返回值,所以就無(wú)法影響返回值。
一個(gè)主函數(shù)擁有一個(gè)匿名的返回值,返回使用本地或全局變量,這種情況下defer語(yǔ)句可以引用到返回值,但不會(huì)改變返回值。
一個(gè)返回本地變量的函數(shù),如下所示:
func foo() int { var i int defer func() { i++ }() return i }
上面的函數(shù),返回一個(gè)局部變量,同時(shí)defer函數(shù)也會(huì)操作這個(gè)局部變量。對(duì)于匿名返回值來(lái)說(shuō),可以假定仍然有一個(gè)變量存儲(chǔ)返回值,假定返回值變量為"anony",上面的返回語(yǔ)句可以拆分成以下過(guò)程:
anony = i i++ return
由于i是整型,會(huì)將值拷貝給anony,所以defer語(yǔ)句中修改i值,對(duì)函數(shù)返回值不造成影響。
主函聲明語(yǔ)句中帶名字的返回值,會(huì)被初始化成一個(gè)局部變量,函數(shù)內(nèi)部可以像使用局部變量一樣使用該返回值。如果defer語(yǔ)句操作該返回值,可能會(huì)改變返回結(jié)果。
一個(gè)影響函返回值的例子:
func foo() (ret int) { defer func() { ret++ }() return 0}
上面的函數(shù)拆解出來(lái),如下所示:
ret = 0 ret++ return
函數(shù)真正返回前,在defer中對(duì)返回值做了+1操作,所以函數(shù)最終返回1。
本節(jié)我們嘗試了解一些defer的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。
源碼包src/src/runtime/runtime2.go:_defer
定義了defer的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):
type _defer struct { sp uintptr //函數(shù)棧指針 pc uintptr //程序計(jì)數(shù)器 fn *funcval //函數(shù)地址 link *_defer //指向自身結(jié)構(gòu)的指針,用于鏈接多個(gè)defer}
我們知道defer后面一定要接一個(gè)函數(shù)的,所以defer的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)跟一般函數(shù)類似,也有棧地址、程序計(jì)數(shù)器、函數(shù)地址等等。
與函數(shù)不同的一點(diǎn)是它含有一個(gè)指針,可用于指向另一個(gè)defer,每個(gè)goroutine數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中實(shí)際上也有一個(gè)defer指針,該指針指向一個(gè)defer的單鏈表,每次聲明一個(gè)defer時(shí)就將defer插入到單鏈表表頭,每次執(zhí)行defer時(shí)就從單鏈表表頭取出一個(gè)defer執(zhí)行。
下圖展示一個(gè)goroutine定義多個(gè)defer時(shí)的場(chǎng)景:
從上圖可以看到,新聲明的defer總是添加到鏈表頭部。
函數(shù)返回前執(zhí)行defer則是從鏈表首部依次取出執(zhí)行,不再贅述。
一個(gè)goroutine可能連續(xù)調(diào)用多個(gè)函數(shù),defer添加過(guò)程跟上述流程一致,進(jìn)入函數(shù)時(shí)添加defer,離開(kāi)函數(shù)時(shí)取出defer,所以即便調(diào)用多個(gè)函數(shù),也總是能保證defer是按FIFO方式執(zhí)行的。
源碼包src/runtime/panic.go
定義了兩個(gè)方法分別用于創(chuàng)建defer和執(zhí)行defer。
deferproc(): 在聲明defer處調(diào)用,其將defer函數(shù)存入goroutine的鏈表中;
deferreturn():在return指令,準(zhǔn)確的講是在ret指令前調(diào)用,其將defer從goroutine鏈表中取出并執(zhí)行。
可以簡(jiǎn)單這么理解,在編譯在階段,聲明defer處插入了函數(shù)deferproc(),在函數(shù)return前插入了函數(shù)deferreturn()。
defer定義的延遲函數(shù)參數(shù)在defer語(yǔ)句出時(shí)就已經(jīng)確定下來(lái)了
defer定義順序與實(shí)際執(zhí)行順序相反
return不是原子操作,執(zhí)行過(guò)程是: 保存返回值(若有)-->執(zhí)行defer(若有)-->執(zhí)行ret跳轉(zhuǎn)
申請(qǐng)資源后立即使用defer關(guān)閉資源是好習(xí)慣
“Go defer的實(shí)現(xiàn)原理剖析”的內(nèi)容就介紹到這里了,感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識(shí)可以關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)-成都網(wǎng)站建設(shè)公司網(wǎng)站,小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實(shí)用文章!