1. 簡(jiǎn)介

本文將從一個(gè)資源回收問(wèn)題引入，引出defer關(guān)鍵字，并對(duì)其進(jìn)行基本介紹。接著，將詳細(xì)介紹在資源回收、攔截和處理panic等相關(guān)場(chǎng)景下defer的使用。

進(jìn)一步，介紹defer的執(zhí)行順序，以及在注冊(cè)defer函數(shù)時(shí)，其參數(shù)的求值時(shí)機(jī)等相關(guān)特性。最后，重點(diǎn)講解defer的注意點(diǎn)，如在defer中函數(shù)中需要盡量避免引起panic，以及盡量避免在defer中使用閉包。

通過(guò)本文的閱讀，讀者將對(duì)Go語(yǔ)言中的defer有更深入的了解，并且能夠更加有效地使用這個(gè)關(guān)鍵字。

2. 問(wèn)題引入

開(kāi)發(fā)過(guò)程中，函數(shù)可能會(huì)打開(kāi)文件、建立網(wǎng)絡(luò)連接或者其他需要手動(dòng)關(guān)閉的資源。當(dāng)函數(shù)在處理過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，我們需要手動(dòng)釋放這些資源。而如果有多處需要進(jìn)行錯(cuò)誤處理，手動(dòng)釋放資源將是一個(gè)不小的心智負(fù)擔(dān)。同時(shí)，如果我們遺漏了資源的釋放，就會(huì)導(dǎo)致資源泄漏的問(wèn)題。這種問(wèn)題可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降、程序運(yùn)行異?；蛘呦到y(tǒng)崩潰等。

以下是一個(gè)示例代碼，其中函數(shù)打開(kāi)了一個(gè)文件，讀取其中的內(nèi)容并返回：

func ReadFile(filename string) ([]byte, error) {
    f, err := os.Open(filename)
    if err != nil {
        return nil, err
    }

    var content []byte
    _, err = f.Read(content)
    if err != nil {
        // 出現(xiàn)錯(cuò)誤,此時(shí)調(diào)用Close釋放資源
        f.Close()
        return nil, err
    }
    // 正常處理結(jié)束,也需要調(diào)用Close釋放資源
    f.Close()
    return content, nil
}

在上面的代碼中，我們使用了 os.Open 函數(shù)打開(kāi)一個(gè)文件，并在函數(shù)返回之前使用 f.Close() 函數(shù)手動(dòng)關(guān)閉文件。同時(shí)，在出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，我們也調(diào)用了f.Close()方法手動(dòng)關(guān)閉了資源。

但是，我們?cè)O(shè)想一下，如果函數(shù)中不僅僅只打開(kāi)了一個(gè)文件，而是同時(shí)打開(kāi)了文件，網(wǎng)絡(luò)連接，數(shù)據(jù)庫(kù)連接等資源，同時(shí)假設(shè)函數(shù)中需要錯(cuò)誤處理的地方有5處，此時(shí)在錯(cuò)誤處理中，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的回收是非常大的心智負(fù)擔(dān)，而且一旦在某個(gè)錯(cuò)誤處理中，忘記對(duì)資源的回收，那就代表著資源的泄漏，將會(huì)帶來(lái)一系列的問(wèn)題。而且，如果在函數(shù)執(zhí)行過(guò)程中發(fā)生了panic,此時(shí)將不會(huì)執(zhí)行錯(cuò)誤處理函數(shù)，會(huì)直接退出，函數(shù)打開(kāi)的文件可能將不會(huì)被關(guān)閉。

綜上所述，我們這里遇到的問(wèn)題，在于函數(shù)處理過(guò)程中，會(huì)打開(kāi)一些資源，在函數(shù)退出時(shí)需要正確釋放資源。而釋放資源的方式，如果是在每一個(gè)錯(cuò)誤處理處來(lái)對(duì)資源進(jìn)行釋放，此時(shí)對(duì)于開(kāi)發(fā)人員是一個(gè)不小的負(fù)擔(dān)；同時(shí)對(duì)于函數(shù)執(zhí)行過(guò)程中發(fā)生panic的情況，也無(wú)法正常釋放資源。

那有什么方式，能夠簡(jiǎn)潔高效得釋放資源，無(wú)需在函數(shù)的多個(gè)錯(cuò)誤處理處都執(zhí)行一次資源的回收；同時(shí)也能夠處理panic可能導(dǎo)致資源泄漏的問(wèn)題嗎? 其實(shí)還真有，Go中的defer關(guān)鍵字便非常適合在該場(chǎng)景中使用，下面我先來(lái)了解了解defer。

3. defer對(duì)問(wèn)題的解決

3.1 defer基本介紹

在Go語(yǔ)言中，我們可以在函數(shù)體中使用 defer 關(guān)鍵字，來(lái)延遲函數(shù)或方法的執(zhí)行。defer 延遲的函數(shù)或方法，會(huì)在當(dāng)前函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時(shí)執(zhí)行，無(wú)論函數(shù)是正常返回還是異常返回。也就是說(shuō)，無(wú)論在函數(shù)中的哪個(gè)位置，只要使用了 defer 延遲執(zhí)行了某個(gè)函數(shù)或方法，那么這個(gè)函數(shù)或方法的執(zhí)行都會(huì)被推遲到當(dāng)前函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時(shí)再執(zhí)行。

defer 語(yǔ)句的語(yǔ)法很簡(jiǎn)單，它只需要在需要延遲執(zhí)行的語(yǔ)句前加上 defer 關(guān)鍵字即可。defer 語(yǔ)句支持執(zhí)行函數(shù)調(diào)用和方法調(diào)用，也可以在語(yǔ)句中使用函數(shù)參數(shù)和方法參數(shù)等。下面是一個(gè) defer 語(yǔ)句的示例：

func demo() {
    defer fmt.Println("deferred")
    fmt.Println("hello")
}

在上面的示例中，我們使用了 defer 關(guān)鍵字，延遲了 fmt.Println("deferred") 的執(zhí)行。當(dāng)函數(shù)執(zhí)行到 defer 語(yǔ)句時(shí)，這個(gè)語(yǔ)句并不會(huì)立即執(zhí)行，而是被壓入一個(gè)棧中，等到函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時(shí)，再按照后進(jìn)先出的順序依次執(zhí)行這些被延遲的語(yǔ)句。在這個(gè)示例中，fmt.Println("hello") 會(huì)先被執(zhí)行，然后是被延遲的 fmt.Println("deferred")。因此，輸出的結(jié)果是：

hello
deferred

3.2 defer對(duì)上述問(wèn)題的解決

通過(guò)上述描述，我們了解defer函數(shù)能夠在函數(shù)或方法結(jié)束前延遲執(zhí)行，而且無(wú)論函數(shù)是正常返回還是發(fā)生了panic，defer函數(shù)都會(huì)被執(zhí)行。

這個(gè)特性非常適合用于資源的釋放，例如打開(kāi)的文件、建立的網(wǎng)絡(luò)連接、申請(qǐng)的內(nèi)存等等。我們可以在函數(shù)或方法中使用defer來(lái)延遲釋放這些資源，從而避免因?yàn)橥涐尫哦鴮?dǎo)致的問(wèn)題，同時(shí)也能夠在發(fā)生異常時(shí)正確地釋放資源，讓代碼更加健壯。下面我們使用defer對(duì)上面ReadFile函數(shù)進(jìn)行改進(jìn)，具體做法是在函數(shù)中使用defer關(guān)鍵字，將f.Close()操作延遲到函數(shù)結(jié)束時(shí)執(zhí)行，代碼如下：

func ReadFile(filename string) ([]byte, error) {
    f, err := os.Open(filename)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    // 獲取到一個(gè)資源,便注冊(cè)資源釋放函數(shù)
    defer f.Close()
    var content []byte
    _, err = f.Read(content)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    return content, nil
}

在之前的實(shí)現(xiàn)中，無(wú)論是正常結(jié)束還是出現(xiàn)錯(cuò)誤，都需要調(diào)用f.Close()釋放資源。而現(xiàn)在只需要通過(guò)defer關(guān)鍵字注冊(cè)f.Close()函數(shù)即可，這樣的代碼更簡(jiǎn)潔，更容易維護(hù)，并且不會(huì)出現(xiàn)資源泄露的問(wèn)題。

4.defer其他常見(jiàn)用途

defer語(yǔ)句除了用于在函數(shù)中釋放資源外，還有其他一些場(chǎng)景的用途，如攔截和處理panic,用于函數(shù)結(jié)束時(shí)打印日志等內(nèi)容，下面將仔細(xì)對(duì)其進(jìn)行說(shuō)明。

4.1 攔截和處理panic

使用defer語(yǔ)句可以在程序出現(xiàn)panic時(shí)，及時(shí)進(jìn)行資源回收和錯(cuò)誤處理，避免程序因未處理的panic而直接崩潰。具體來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)在函數(shù)開(kāi)頭使用defer語(yǔ)句注冊(cè)一個(gè)函數(shù)來(lái)捕獲panic。當(dāng)發(fā)生panic時(shí)，程序會(huì)先執(zhí)行defer語(yǔ)句注冊(cè)的函數(shù)，再進(jìn)行panic的傳遞。

例如下面的代碼中，函數(shù)中使用了defer來(lái)捕獲panic，并在發(fā)生panic時(shí)進(jìn)行了錯(cuò)誤處理和資源回收：

func someFunction() {
    defer func() {
        if r := recover(); r != nil {
            log.Println("Recovered from panic:", r)
            // 進(jìn)行錯(cuò)誤處理或者資源回收
        }
    }()
    // 函數(shù)代碼
    // 可能會(huì)出現(xiàn)panic的代碼
}

使用defer語(yǔ)句攔截和處理panic的好處是，在出現(xiàn)panic時(shí)，程序不會(huì)立即崩潰，而是可以通過(guò)defer語(yǔ)句進(jìn)行錯(cuò)誤處理和資源回收，保證程序的正常運(yùn)行和數(shù)據(jù)的安全性。同時(shí)，這種方式也使得代碼更加簡(jiǎn)潔易讀，提高了代碼的可維護(hù)性和可讀性。

4.2 實(shí)現(xiàn)函數(shù)執(zhí)行時(shí)間的計(jì)算

在性能測(cè)試和優(yōu)化過(guò)程中，我們通常需要知道某個(gè)函數(shù)或代碼段的執(zhí)行時(shí)間。這個(gè)時(shí)候可以使用defer記錄函數(shù)執(zhí)行開(kāi)始和結(jié)束的時(shí)間戳，然后計(jì)算兩者之差，即可得到函數(shù)的執(zhí)行時(shí)間。如下:

func foo() {
    defer func() {
        fmt.Println("foo execution time:", time.Since(start))
    }()
    start := time.Now()
    // 函數(shù)執(zhí)行邏輯
}

在上述代碼中，我們使用time.Now()函數(shù)獲取當(dāng)前時(shí)間戳，并將其存儲(chǔ)在start變量中。然后，在函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時(shí)，我們?cè)?code>defer語(yǔ)句中定義一個(gè)匿名函數(shù)，用來(lái)計(jì)算函數(shù)執(zhí)行時(shí)間并輸出。在匿名函數(shù)中，我們調(diào)用time.Since(start)函數(shù)來(lái)獲取當(dāng)前時(shí)間戳與start變量之間的時(shí)間差，并將其輸出。這樣可以幫助我們快速發(fā)現(xiàn)程序中耗時(shí)較長(zhǎng)的代碼段，進(jìn)而進(jìn)行優(yōu)化。

總的來(lái)說(shuō)，defer的場(chǎng)景用途還是比較廣泛的，可以在需要在函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后執(zhí)行某些操作的場(chǎng)景下使用。

5. defer相關(guān)特性

5.1 defer的執(zhí)行順序

當(dāng)函數(shù)中有多個(gè)defer語(yǔ)句時(shí)，它們的執(zhí)行順序是后進(jìn)先出的，也就是說(shuō)最后一個(gè)defer語(yǔ)句會(huì)最先執(zhí)行，倒數(shù)第二個(gè)defer語(yǔ)句會(huì)在最后一個(gè)defer語(yǔ)句執(zhí)行完后執(zhí)行，以此類(lèi)推。

例如，下面的代碼中有三個(gè)defer語(yǔ)句：

func main() {
    defer fmt.Println("Third")
    defer fmt.Println("Second")
    defer fmt.Println("First")
    fmt.Println("Hello, defer!")
}

當(dāng)函數(shù)返回時(shí)，它們按照后進(jìn)先出的順序執(zhí)行，所以輸出結(jié)果是：

Hello, World!
First
Second
Third

5.2 注冊(cè)defer函數(shù)時(shí)，其參數(shù)的求值時(shí)機(jī)

在注冊(cè)defer函數(shù)時(shí)，如果defer函數(shù)傳入的參數(shù)是變量，那么變量的求值順序與普通函數(shù)調(diào)用一樣，是在函數(shù)參數(shù)傳遞之前進(jìn)行的。例如，假設(shè)有如下代碼：

func foo() {
    a := 1
    defer func(x int) {
        fmt.Println("x in defer:", x)
    }(a)
    a = 2
    fmt.Println("a before end of function:", a)
}

在這個(gè)例子中，變量a在defer函數(shù)中被作為參數(shù)傳遞，defer語(yǔ)句中的匿名函數(shù)會(huì)捕獲a的值，并在函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時(shí)打印該值。foo函數(shù)執(zhí)行的結(jié)果如下：

a before end of function:2
x in defer:1

因此，可以看出在defer語(yǔ)句中傳入的變量是在注冊(cè)defer函數(shù)時(shí)進(jìn)行求值的，而不是在函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時(shí)。

6. defer注意點(diǎn)

6.1 在defer中盡量避免執(zhí)行可能引起panic的操作

在使用defer語(yǔ)句時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量避免在其中引起panic。因?yàn)楫?dāng)在defer語(yǔ)句中發(fā)生panic時(shí)，當(dāng)前defer函數(shù)中后續(xù)的語(yǔ)句將無(wú)法得到執(zhí)行，可能無(wú)法釋放已經(jīng)申請(qǐng)的資源。此時(shí)，程序可能會(huì)因?yàn)橘Y源泄漏等問(wèn)題而崩潰或產(chǎn)生其他不可預(yù)期的后果。舉個(gè)例子，假設(shè)有如下代碼：

func main() {
    defer func() {
       if r := recover(); r != nil {
          fmt.Println("Recovered in defer:", r)
       }
    }()
    fmt.Println("Start")
    defer fmt.Println("First Defer")
    defer func() {
       fmt.Println("Second Defer")
       panic("oops")
       fmt.Println("資源回收")
    }()
    fmt.Println("End")
}

這段代碼中，我們?cè)诘谌齻€(gè)defer語(yǔ)句中引發(fā)了panic，這時(shí)會(huì)觸發(fā)panic機(jī)制，第三個(gè)defer后續(xù)的代碼將不會(huì)被執(zhí)行，最后程序會(huì)輸出如下結(jié)果：

Start
End
Second Defer
First Defer
Recovered in defer: oops

可以看到，第三個(gè)defer語(yǔ)句中，由于panic導(dǎo)致了fmt.Println("資源回收")語(yǔ)句無(wú)法被執(zhí)行。因此，在編寫(xiě)代碼時(shí)，我們應(yīng)該盡量避免在defer中引起panic，如果不可避免有panic可能性的出現(xiàn)，此時(shí)應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行處理，以確保程序的穩(wěn)定性和可靠性。

6.2 盡量避免在defer中使用閉包

這里先簡(jiǎn)單介紹下閉包，在 Go 中，閉包是一個(gè)函數(shù)值（function value），它引用了函數(shù)體之外的變量。這個(gè)被引用的變量會(huì)被“捕獲”到閉包中，即使這個(gè)變量在閉包被創(chuàng)建之后發(fā)生了變化，閉包中也能訪問(wèn)到變化后的值。

在defer中使用閉包可能會(huì)導(dǎo)致一些意想不到的問(wèn)題。因?yàn)殚]包引用了外部變量，而在defer函數(shù)執(zhí)行時(shí)，這些變量的值可能已經(jīng)被修改或者不再存在，從而導(dǎo)致出現(xiàn)不可預(yù)期的行為。

舉個(gè)例子，假設(shè)有一個(gè)defer函數(shù)使用了閉包來(lái)記錄當(dāng)前時(shí)間戳和某個(gè)變量的值：

func foo() {
    i := 0
    defer func() {
        fmt.Printf("i: %d, timestamp: %d\n", i, time.Now().UnixNano())
    }()
    i++
}

在這個(gè)例子中，我們使用了閉包來(lái)捕獲了變量i和當(dāng)前時(shí)間戳，并在defer函數(shù)中輸出它們的值。然而，由于defer函數(shù)的執(zhí)行時(shí)機(jī)是在函數(shù)返回之后，我們無(wú)法確定變量i的值是否已經(jīng)被修改了。因此，這個(gè)例子可能輸出的結(jié)果是不穩(wěn)定的，無(wú)法得到預(yù)期的結(jié)果。

因此，盡量避免在defer中使用閉包，可以避免一些潛在的問(wèn)題。如果必須要使用閉包，那么要格外小心，確保在defer函數(shù)執(zhí)行時(shí)閉包引用的變量值仍然是符合預(yù)期的。

7. 總結(jié)

在本文中，我們從一個(gè)資源回收的問(wèn)題引出了defer，介紹了defer的基本用法以及在資源回收、攔截和處理panic等場(chǎng)景中的使用。我們還討論了defer的一些特性，如執(zhí)行順序以及注冊(cè)defer函數(shù)時(shí)，參數(shù)的求值時(shí)機(jī)。最后，我們提醒了在使用defer時(shí)需要注意的一些問(wèn)題，如盡量避免在defer中引起panic和避免在defer中使用閉包。

總的來(lái)說(shuō)，defer是Go語(yǔ)言中一個(gè)非常方便和強(qiáng)大的語(yǔ)法特性，在某些場(chǎng)景下可以幫助我們更好地實(shí)現(xiàn)某些功能。但是，在使用defer時(shí)需要注意一些問(wèn)題，避免引起不必要的麻煩。掌握defer的使用技巧，可以讓我們的代碼更加健壯、清晰和易于維護(hù)。

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