Go 中閉包的底層原理
1. 什么是閉包?
一個函數(shù)內引用了外部的局部變量,這種現(xiàn)象,就稱之為閉包。
例如下面的這段代碼中,adder
函數(shù)返回了一個匿名函數(shù),而該匿名函數(shù)中引用了 adder
函數(shù)中的局部變量 sum
,那這個函數(shù)就是一個閉包。
package main import "fmt" func adder() func(int) int { sum := 0 return func(x int) int { sum += x return sum } }
而這個閉包中引用的外部局部變量并不會隨著 adder
函數(shù)的返回而被從棧上銷毀。
我們嘗試著調用這個函數(shù),發(fā)現(xiàn)每一次調用,sum
的值都會保留在 閉包函數(shù)中以待使用。
func main() { valueFunc:= adder() fmt.Println(valueFunc(2)) // output: 2 fmt.Println(valueFunc(2)) // output: 4 }
2. 復雜的閉包場景
寫一個閉包是比較容易的事,但單單會寫簡單的閉包函數(shù),還遠遠不夠,如果不搞清楚閉包真正的原理,那很容易在一些復雜的閉包場景中對函數(shù)的執(zhí)行邏輯進行誤判。
別的不說,就拿下來這個例子來說吧?
你覺得它會打印什么呢?
是 6 還是 11 呢?
import "fmt" func func1() (i int) { i = 10 defer func() { i += 1 }() return 5 } func main() { closure := func1() fmt.Println(closure) }
3. 閉包的底層原理?
還是以最上面的例子來分析
package main import "fmt" func adder() func(int) int { sum := 0 return func(x int) int { sum += x return sum } } func main() { valueFunc:= adder() fmt.Println(valueFunc(2)) // output: 2 }
我們先對它進行逃逸分析,很容易發(fā)現(xiàn) sum
作為 adder
函數(shù)局部變量,并不是分配在棧上,而是分配在堆上的。
這就解決了第一個疑惑:為什么 adder
函數(shù)返回后, sum
不會隨之銷毀?
$ go build -gcflags="-m -m -l" demo.go # command-line-arguments ./demo.go:8:3: adder.func1 capturing by ref: sum (addr=true assign=true width=8) ./demo.go:7:9: func literal escapes to heap: ./demo.go:7:9: flow: ~r0 = &{storage for func literal}: ./demo.go:7:9: from func literal (spill) at ./demo.go:7:9 ./demo.go:7:9: from return func literal (return) at ./demo.go:7:2 ./demo.go:6:2: sum escapes to heap: ./demo.go:6:2: flow: {storage for func literal} = &sum: ./demo.go:6:2: from func literal (captured by a closure) at ./demo.go:7:9 ./demo.go:6:2: from sum (reference) at ./demo.go:8:3 ./demo.go:6:2: moved to heap: sum ./demo.go:7:9: func literal escapes to heap ./demo.go:15:23: valueFunc(2) escapes to heap: ./demo.go:15:23: flow: {storage for ... argument} = &{storage for valueFunc(2)}: ./demo.go:15:23: from valueFunc(2) (spill) at ./demo.go:15:23 ./demo.go:15:23: flow: {heap} = {storage for ... argument}: ./demo.go:15:23: from ... argument (spill) at ./demo.go:15:13 ./demo.go:15:23: from fmt.Println(valueFunc(2)) (call parameter) at ./demo.go:15:13 ./demo.go:15:13: ... argument does not escape ./demo.go:15:23: valueFunc(2) escapes to heap
可另一個問題,又浮現(xiàn)出來了,就算它不會銷毀,那閉包函數(shù)若是存儲的若是 sum
拷貝后的值,那每次調用閉包函數(shù),里面的 sum
應該都是一樣的,調用兩次都應該返回 2,而不是可以累加記錄。
因此,可以大膽猜測,閉包函數(shù)的結構體里存儲的是 sum
的指針。
為了驗證這一猜想,只能上匯編了。
通過執(zhí)行下面的命令,可以輸出對應的匯編代碼
go build -gcflags="-S" demo.go
輸出的內容相當之多,我提取出下面最關鍵的一行代碼,它定義了閉包函數(shù)的結構體。
其中 F 是函數(shù)的指針,但這不是重點,重點是 sum 存儲的確實是指針,驗證了我們的猜。
type.noalg.struct { F uintptr; "".sum *int }(SB), CX
4. 迷題揭曉
有了上面第三節(jié)的背景知識,那對于第二節(jié)給出的這道題,想必你也有答案了。
首先,由于 i 在函數(shù)定義的返回值上聲明,因此根據 go 的 caller-save
模式, i 變量會存儲在 main
函數(shù)的??臻g。
然后,func1
的 return
重新把 5 賦值給了 i ,此時 i = 5
由于閉包函數(shù)存儲了這個變量 i 的指針。
因此最后,在 defer 中對 i 進行自增,是直接更新到 i 的指針上,此時 i = 5+1,所以最終打印出來的結果是 6
import "fmt" func func1() (i int) { i = 10 defer func() { i += 1 }() return 5 } func main() { closure := func1() fmt.Println(closure) }
5. 再度變題
上面那題聽懂了的話,再來看看下面這道題。
func1
的返回值我們不寫變量名 i 了,然后原先返回具體字面量,現(xiàn)在改成變量 i ,就是這兩小小小的改動,會導致運行結果大大不同,你可以思考一下結果。
import "fmt" func func1() (int) { i := 10 defer func() { i += 1 }() return i } func main() { closure := func1() fmt.Println(closure) }
如果你在返回值里寫了變量名,那么該變量會存儲 main
的??臻g里,而如果你不寫,那 i 只能存儲在 func1
的??臻g里,與此同時,return
的值,不會作用于原變量 i 上,而是會存儲在該函數(shù)在另一塊棧內存里。
因此你在 defer
中對原 i 進行自增,并不會作用到 func1
的返回值上。
所以打印的結果,只能是 10。
你答對了嗎?
6. 最后一個問題
不知道你有沒有發(fā)現(xiàn),在第一節(jié)示例中的 sum 是存儲在堆內存中的,而后面幾個示例都是存儲在棧內存里。
這是為什么呢?
仔細對比,不難發(fā)現(xiàn),示例一返回的是閉包函數(shù),閉包函數(shù)在 adder 返回后還要在其他地方繼續(xù)使用,在這種情況下,為了保證閉包函數(shù)的正常運行,無論閉包函數(shù)在哪里,i 都不能回收,所以 Go 編譯器會智能地將其分配在堆上。
而后面的其他示例,都只是涉及了閉包的特性,并不是直接把閉包函數(shù)返回,因此完全可以將其分配在棧上,非常的合理。
到此這篇關于Go 中閉包的底層原理的文章就介紹到這了,更多相關Go 閉包底層原理內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!
相關文章
Go處理json數(shù)據方法詳解(Marshal,UnMarshal)
這篇文章主要介紹了Go處理json數(shù)據的方法詳解,Marshal(),UnMarshal(),需要的朋友可以參考下2022-04-04Go語言異常處理(Panic和recovering)用法詳解
異常處理是程序健壯性的關鍵,往往開發(fā)人員的開發(fā)經驗的多少從異常部分處理上就能得到體現(xiàn)。Go語言中沒有Try?Catch?Exception機制,但是提供了panic-and-recover機制,本文就來詳細講講他們的用法2022-07-07golang跳轉語句goto,break,continue的使用及區(qū)別說明
這篇文章主要介紹了golang跳轉語句goto,break,continue的使用及區(qū)別說明,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助。一起跟隨小編過來看看吧2020-12-12關于go-micro與其它gRPC框架之間的通信問題及解決方法
在之前的文章中分別介紹了使用gRPC官方插件和go-micro插件開發(fā)gRPC應用程序的方式,都能正常走通。不過當兩者混合使用的時候,互相訪問就成了問題,下面通過本文給大家講解下go-micro與gRPC框架通信問題,一起看看吧2022-04-04