Golang defer详解

Golang defer详解教程

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：

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

   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：

   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：

   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：

   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：

   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：

   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：

   func foo() (ret int) {    
   	defer func() {
           ret++
       }()    
       return 0
   }

上面的函数拆解出来，如下所示：

   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

src/src/runtime/runtime2.go:_defer

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：

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

src/runtime/panic.go

• 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)–>执行 defer（若有）–>执行 ret 跳转，申请资源后立即使用 defer 关闭资源是好习惯。