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本篇內容介紹了“Go defer 的實現原理剖析”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓丸趣 TV 小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！
1. 前言
defer 語句用于延遲函數的調用，每次 defer 都會把一個函數壓入棧中，函數返回前再把延遲的函數取出并執行。
為了方便描述，我們把創建 defer 的函數稱為主函數，defer 語句后面的函數稱為延遲函數。
延遲函數可能有輸入參數，這些參數可能來源于定義 defer 的函數，延遲函數也可能引用主函數用于返回的變量，也就是說延遲函數可能會影響主函數的一些行為，這些場景下，如果不了解 defer 的規則很容易出錯。
其實官方說明的 defer 的三個原則很清楚，本節試圖匯總 defer 的使用場景并做簡單說明。
2. 熱身
按照慣例，我們看幾個有意思的題目，用于檢驗對 defer 的了解程度。
2.1 題目一
下面函數輸出結果是什么？
func deferFuncParameter() { var aInt = 1
defer fmt.Println(aInt)
aInt = 2
return} 題目說明：
函數 deferFuncParameter() 定義一個整型變量并初始化為 1，然后使用 defer 語句打印出變量值，最后修改變量值為 2.
參考答案：
輸出 1。延遲函數 fmt.Println(aInt) 的參數在 defer 語句出現時就已經確定了，所以無論后面如何修改 aInt 變量都不會影響延遲函數。
2.2 題目二
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()
} 函數說明：
函數 deferFuncParameter() 定義一個數組，通過 defer 延遲函數 printArray() 的調用，最后修改數組第一個元素。printArray() 函數接受數組的指針并把數組全部打印出來。
參考答案：
輸出 10、2、3 三個值。延遲函數 printArray() 的參數在 defer 語句出現時就已經確定了，即數組的地址，由于延遲函數執行時機是在 return 語句之前，所以對數組的最終修改值會被打印出來。
2.3 題目三
下面函數輸出什么？
func deferFuncReturn() (result int) { i := 1
defer func() {
result++
}() return i} 函數說明：
函數擁有一個具名返回值 result，函數內部聲明一個變量 i，defer 指定一個延遲函數，最后返回變量 i。延遲函數中遞增 result。
參考答案：
函數輸出 2。函數的 return 語句并不是原子的，實際執行分為設置返回值 – ret，defer 語句實際執行在返回前，即擁有 defer 的函數返回過程是：設置返回值 – 執行 defer– ret。所以 return 語句先把 result 設置為 i 的值，即 1，defer 語句中又把 result 遞增 1，所以最終返回 2。
3. defer 規則
Golang 官方博客里總結了 defer 的行為規則，只有三條，我們圍繞這三條進行說明。
3.1 規則一：延遲函數的參數在 defer 語句出現時就已經確定下來了
官方給出一個例子，如下所示：
func a() { i := 0
defer fmt.Println(i)
i++
return
}defer 語句中的 fmt.Println() 參數 i 值在 defer 出現時就已經確定下來，實際上是拷貝了一份。后面對變量 i 的修改不會影響 fmt.Println() 函數的執行，仍然打印 0。
注意：對于指針類型參數，規則仍然適用，只不過延遲函數的參數是一個地址值，這種情況下，defer 后面的語句對變量的修改可能會影響延遲函數。
3.2 規則二：延遲函數執行按后進先出順序執行，即先出現的 defer 最后執行
這個規則很好理解，定義 defer 類似于入棧操作，執行 defer 類似于出棧操作。
設計 defer 的初衷是簡化函數返回時資源清理的動作，資源往往有依賴順序，比如先申請 A 資源，再跟據 A 資源申請 B 資源，跟據 B 資源申請 C 資源，即申請順序是:A– B– C，釋放時往往又要反向進行。這就是把 deffer 設計成 FIFO 的原因。
每申請到一個用完需要釋放的資源時，立即定義一個 defer 來釋放資源是個很好的習慣。
3.3 規則三：延遲函數可能操作主函數的具名返回值
定義 defer 的函數，即主函數可能有返回值，返回值有沒有名字沒有關系，defer 所作用的函數，即延遲函數可能會影響到返回值。
若要理解延遲函數是如何影響主函數返回值的，只要明白函數是如何返回的就足夠了。
3.3.1 函數返回過程
有一個事實必須要了解，關鍵字 return 不是一個原子操作，實際上 return 只代理匯編指令 ret，即將跳轉程序執行。比如語句 return i，實際上分兩步進行，即將 i 值存入棧中作為返回值，然后執行跳轉，而 defer 的執行時機正是跳轉前，所以說 defer 執行時還是有機會操作返回值的。
舉個實際的例子進行說明這個過程：
func deferFuncReturn() (result int) { i := 1
defer func() {
result++
}() return i}該函數的 return 語句可以拆分成下面兩行：
result = i
return而延遲函數的執行正是在 return 之前，即加入 defer 后的執行過程如下：
result = i
result++
return所以上面函數實際返回 i ++ 值。
關于主函數有不同的返回方式，但返回機制就如上機介紹所說，只要把 return 語句拆開都可以很好的理解，下面分別舉例說明
3.3.1 主函數擁有匿名返回值，返回字面值
一個主函數擁有一個匿名的返回值，返回時使用字面值，比如返回 1、2、Hello 這樣的值，這種情況下 defer 語句是無法操作返回值的。
一個返回字面值的函數，如下所示：
func foo() int { var i int
defer func() {
i++
}() return 1}上面的 return 語句，直接把 1 寫入棧中作為返回值，延遲函數無法操作該返回值，所以就無法影響返回值。
3.3.2 主函數擁有匿名返回值，返回變量
一個主函數擁有一個匿名的返回值，返回使用本地或全局變量，這種情況下 defer 語句可以引用到返回值，但不會改變返回值。
一個返回本地變量的函數，如下所示：
func foo() int { var i int
defer func() {
i++
}() return i}上面的函數，返回一個局部變量，同時 defer 函數也會操作這個局部變量。對于匿名返回值來說，可以假定仍然有一個變量存儲返回值，假定返回值變量為 anony，上面的返回語句可以拆分成以下過程：
anony = i
return由于 i 是整型，會將值拷貝給 anony，所以 defer 語句中修改 i 值，對函數返回值不造成影響。
3.3.3 主函數擁有具名返回值
主函聲明語句中帶名字的返回值，會被初始化成一個局部變量，函數內部可以像使用局部變量一樣使用該返回值。如果 defer 語句操作該返回值，可能會改變返回結果。
一個影響函返回值的例子：
func foo() (ret int) { defer func() {
ret++
}() return 0}上面的函數拆解出來，如下所示：
ret = 0
ret++
return函數真正返回前，在 defer 中對返回值做了 + 1 操作，所以函數最終返回 1。
4. defer 實現原理
本節我們嘗試了解一些 defer 的實現機制。
4.1 defer 數據結構
源碼包 src/src/runtime/runtime2.go:_defer 定義了 defer 的數據結構：
type _defer struct {
sp uintptr // 函數棧指針
pc uintptr // 程序計數器
fn *funcval // 函數地址
link *_defer // 指向自身結構的指針，用于鏈接多個 defer}我們知道 defer 后面一定要接一個函數的，所以 defer 的數據結構跟一般函數類似，也有棧地址、程序計數器、函數地址等等。
與函數不同的一點是它含有一個指針，可用于指向另一個 defer，每個 goroutine 數據結構中實際上也有一個 defer 指針，該指針指向一個 defer 的單鏈表，每次聲明一個 defer 時就將 defer 插入到單鏈表表頭，每次執行 defer 時就從單鏈表表頭取出一個 defer 執行。
下圖展示一個 goroutine 定義多個 defer 時的場景：
從上圖可以看到，新聲明的 defer 總是添加到鏈表頭部。
函數返回前執行 defer 則是從鏈表首部依次取出執行，不再贅述。
一個 goroutine 可能連續調用多個函數，defer 添加過程跟上述流程一致，進入函數時添加 defer，離開函數時取出 defer，所以即便調用多個函數，也總是能保證 defer 是按 FIFO 方式執行的。
4.2 defer 的創建和執行
源碼包 src/runtime/panic.go 定義了兩個方法分別用于創建 defer 和執行 defer。
deferproc()：在聲明 defer 處調用，其將 defer 函數存入 goroutine 的鏈表中；
deferreturn()：在 return 指令，準確的講是在 ret 指令前調用，其將 defer 從 goroutine 鏈表中取出并執行。
可以簡單這么理解，在編譯在階段，聲明 defer 處插入了函數 deferproc()，在函數 return 前插入了函數 deferreturn()。
5. 總結
defer 定義的延遲函數參數在 defer 語句出時就已經確定下來了
defer 定義順序與實際執行順序相反
return 不是原子操作，執行過程是: 保存返回值 (若有)– 執行 defer（若有）– 執行 ret 跳轉
申請資源后立即使用 defer 關閉資源是好習慣
“Go defer 的實現原理剖析”的內容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業相關的知識可以關注丸趣 TV 網站，丸趣 TV 小編將為大家輸出更多高質量的實用文章！
