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Golang defer 你不知道的事

发布时间：2023-01-20 编辑：jiaochengji.com

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# Golang defer详解

## Golang defer详解教程

**[Go 语言](https://haicoder.net/golang/golang-tutorial.html)** 中的 defer 语句用于延迟函数的调用，每次 defer 都会把一个函数压入栈中，函数返回前再把延迟的函数取出并执行。Golang 中的 defer 可以帮助我们处理容易忽略的问题，如资源释放、连接关闭等。

## defer规则

Golang 官方博客里总结了 defer 的行为规则，只有三条，分别为：

1. 延迟函数的参数在 defer 语句出现时就已经确定下来了，如下代码：

```go
   func a() {    
   	i := 0
       defer fmt.Println(i)
       i  
       return
   }
   ```

defer 语句中的 fmt.Println() 参数 i 值在 defer 出现时就已经确定下来，实际上是拷贝了一份。后面对变量 i 的修改不会影响 fmt.Println() 函数的执行，仍然打印 "0"。

注意：对于指针类型参数，规则仍然适用，只不过延迟函数的参数是一个地址值，这种情况下，defer 后面的语句对变量的修改可能会影响延迟函数。

2. 延迟函数执行按后进先出顺序执行，即先出现的 defer 最后执行。

这个规则很好理解，定义 defer 类似于入栈操作，执行 defer 类似于出栈操作。

设计 defer 的初衷是简化函数返回时资源清理的动作，资源往往有依赖顺序，比如先申请 A 资源，再跟据 A 资源申请 B 资源，根据 B 资源申请 C 资源，即申请顺序是:A--&gt;B--&gt;C，释放时往往又要反向进行。这就是把 defer 设计成 FIFO 的原因。

每申请到一个用完需要释放的资源时，立即定义一个 defer 来释放资源是个很好的习惯。

3. 延迟函数可能操作主函数的具名返回值

定义 defer 的函数，即主函数可能有返回值，返回值有没有名字没有关系，defer 所作用的函数，即延迟函数可能会影响到返回值。若要理解延迟函数是如何影响主函数返回值的，只要明白函数是如何返回的就足够了。

3.1 函数返回过程

有一个事实必须要了解，关键字 return 不是一个原子操作，实际上 return 只代理汇编指令 ret，即将跳转程序执行。比如语句 return i，实际上分两步进行，即将 i 值存入栈中作为返回值，然后执行跳转，而 defer 的执行时机正是跳转前，所以说 defer 执行时还是有机会操作返回值的。

举个实际的例子进行说明这个过程：

```go
   func deferFuncReturn() (result int) {   
   	i := 1
   
       defer func() {
          result  
       }()    
   
       return i
   }
```

该函数的 return 语句可以拆分成下面两行：

```go
   result = i
   return
```

而延迟函数的执行正是在 return 之前，即加入 defer 后的执行过程如下：

```go
   result = i
   result  
   return
```

所以上面函数实际返回 i   值。

3.2 主函数拥有匿名返回值，返回字面值

一个主函数拥有一个匿名的返回值，返回时使用字面值，比如返回 "1"、"2"、"Hello" 这样的值，这种情况下  defer 语句是无法操作返回值的。一个返回字面值的函数，如下所示：

```go
   func foo() int {    
   	var i int
   
       defer func() {
           i  
       }()    
   
       return 1
   
   }
```

上面的 return 语句，直接把 1 写入栈中作为返回值，延迟函数无法操作该返回值，所以就无法影响返回值。

3.3 主函数拥有匿名返回值，返回变量

一个主函数拥有一个匿名的返回值，返回使用本地或全局变量，这种情况下defer语句可以引用到返回值，但不会改变返回值。一个返回本地变量的函数，如下所示：

```go
   func foo() int {    
   	var i int
   
       defer func() {
           i  
       }()    
   
       return i
   }
```

上面的函数，返回一个局部变量，同时 defer 函数也会操作这个局部变量。对于匿名返回值来说，可以假定仍然有一个变量存储返回值，假定返回值变量为 "anony"，上面的返回语句可以拆分成以下过程：

```go
   anony = i
   i  
   return
```

由于 i 是整型，会将值拷贝给 anony，所以 defer 语句中修改 i 值，对函数返回值不造成影响。

3.4 主函数拥有具名返回值

主函声明语句中带名字的返回值，会被初始化成一个局部变量，函数内部可以像使用局部变量一样使用该返回值。如果 defer 语句操作该返回值，可能会改变返回结果。一个影响函返回值的例子：

```go
   func foo() (ret int) {    
   	defer func() {
           ret  
       }()    
   
       return 0
   }
```

上面的函数拆解出来，如下所示：

```go
   ret = 0
   ret  
   return

```

函数真正返回前，在 defer 中对返回值做了  1 操作，所以函数最终返回 1。

## defer实现原理

### defer数据结构

源码包 `src/src/runtime/runtime2.go:_defer` 定义了 defer 的数据结构：

```go
type _defer struct {
    sp      uintptr   //函数栈指针
    pc      uintptr   //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
}

```

我们知道 defer 后面一定要接一个函数的，所以 defer 的数据结构跟一般函数类似，也有栈地址、程序计数器、函数地址等等。

与函数不同的一点是它含有一个指针，可用于指向另一个 defer，每个 goroutine 数据结构中实际上也有一个 defer 指针，该指针指向一个 defer 的单链表，每次声明一个 defer 时就将 defer 插入到单链表表头，每次执行 defer 时就从单链表表头取出一个 defer 执行。

下图展示一个 goroutine 定义多个 defer 时的场景：

![](https://haicoder.net/uploads/pic/notes/golang/13_Go语言defer详解.png)

从上图可以看到，新声明的 defer 总是添加到链表头部。函数返回前执行 defer 则是从链表首部依次取出执行，不再赘述。

一个 goroutine 可能连续调用多个函数，defer 添加过程跟上述流程一致，进入函数时添加 defer，离开函数时取出 defer，所以即便调用多个函数，也总是能保证 defer 是按 FIFO 方式执行的。

### defer的创建和执行

源码包 `src/runtime/panic.go` 定义了两个方法分别用于创建 defer 和执行 defer。

- deferproc()： 在声明 defer 处调用，其将 defer 函数存入 goroutine 的链表中；
- deferreturn()：在 return 指令，准确的讲是在 ret 指令前调用，其将 defer 从 goroutine 链表中取出并执行。

可以简单这么理解，在编译在阶段，声明 defer 处插入了函数 deferproc()，在函数 return 前插入了函数 deferreturn()。

## Golang defer总结

defer 定义的延迟函数参数在 defer 语句出时就已经确定下来了，defer 定义顺序与实际执行顺序相反。

return 不是原子操作，执行过程是: 保存返回值(若有)--&gt;执行 defer（若有）--&gt;执行 ret 跳转，申请资源后立即使用 defer 关闭资源是好习惯。

原文地址：**[嗨客网](https://haicoder.net/note/golang/golang-defer-usage.html)**

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