3.6 Go語言函數(shù)的延遲調(diào)用(Deferred Code)

在以下這段代碼中，我們操作一個(gè)文件，無論成功與否都需要關(guān)閉文件句柄。這里在三處不同的位置都調(diào)用了file.Close()方法，代碼顯得非常冗余。

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我們利用延遲調(diào)用來優(yōu)化代碼。定義后的defer代碼，會(huì)在return之前返回，讓代碼顯得更加緊湊，且可讀性變強(qiáng)，對(duì)上面的代碼改造如下：

我們通過這個(gè)示例來看一下延遲調(diào)用與正常代碼之間的執(zhí)行順序

先簡(jiǎn)單分析一下代碼邏輯：

從輸出中，我們可以觀察到如下現(xiàn)象：

從這個(gè)實(shí)例中，我們很明顯觀察到，defer語句是在return之前執(zhí)行

如果一個(gè)函數(shù)內(nèi)定義了多個(gè)defer，則調(diào)用順序?yàn)長IFO（后進(jìn)先出）方式執(zhí)行。

仍然是相同的例子，但是在TestDefer中我們定義了三個(gè)defer輸出，根據(jù)LIFO原則，輸出的順序是3rd-2nd-1st，根據(jù)最后的結(jié)果，也是逆向向上執(zhí)行defer輸出。

就在整理這篇筆記的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)了自己的認(rèn)知誤區(qū)，主要是本節(jié)實(shí)例三中發(fā)現(xiàn)的，先來看一下英文的描述：

對(duì)于上面的這段話的理解：

下面是代碼執(zhí)行輸出，我們來一起分析一下：

雖然在a()函數(shù)內(nèi)，顯示的返回了10，但是main函數(shù)中得到的結(jié)果是defer函數(shù)自增后的結(jié)果，我們來分析一下代碼：

在這篇文章的上一版，我曾經(jīng)嘗試用指針取解釋defer修改返回值的類型，但是感覺不夠透徹，也讓閱讀者非常困惑，索性參考了一下go官方blog中的一篇文章，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展。如需要閱讀原文，可以參考下面的文章。

go語言中關(guān)于defer的注意事項(xiàng)

舉個(gè)例子,如下

答案

解析:

defer函數(shù)在處理Panic() 和Recover()時(shí)的應(yīng)用

panic 函數(shù)是內(nèi)置的go函數(shù),它 終止 go程序的當(dāng)前流程并開始 panicking , recover 函數(shù)也是內(nèi)置的一個(gè)go函數(shù),允許你收回處理那些使用了 panic 函數(shù)的 goroutine 的控制權(quán)

來個(gè)案例

1.14版本defer性能大幅度提升，內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了開放編碼優(yōu)化

GO中的defer會(huì)在當(dāng)前函數(shù)返回前執(zhí)行傳入的函數(shù)，常用于關(guān)閉文件描述符，關(guān)閉鏈接及解鎖等操作。

Go語言中使用defer時(shí)會(huì)遇到兩個(gè)常見問題：

接下來我們來詳細(xì)處理這兩個(gè)問題。

官方有段對(duì)defer的解釋：

這里我們先來一道經(jīng)典的面試題

你覺得這個(gè)會(huì)打印什么？

輸出結(jié)果：

這里是遵循先入后出的原則，同時(shí)保留當(dāng)前變量的值。

把這道題簡(jiǎn)化一下：

輸出結(jié)果

上述代碼輸出似乎不符合預(yù)期，這個(gè)現(xiàn)象出現(xiàn)的原因是什么呢？經(jīng)過分析，我們發(fā)現(xiàn)調(diào)用defer關(guān)鍵字會(huì)立即拷貝函數(shù)中引用的外部參數(shù)，所以fmt.Println(i)的這個(gè)i是在調(diào)用defer的時(shí)候就已經(jīng)賦值了，所以會(huì)直接打印1。

想要解決這個(gè)問題也很簡(jiǎn)單，只需要向defer關(guān)鍵字傳入匿名函數(shù)

這里把一些垃圾回收使用的字段忽略了。

中間代碼生成階段cmd/compile/internal/gc/ssa.go會(huì)處理程序中的defer，該函數(shù)會(huì)根據(jù)條件不同，使用三種機(jī)制來處理該關(guān)鍵字

開放編碼、堆分配和棧分配是defer關(guān)鍵字的三種方法，而Go1.14加入的開放編碼，使得關(guān)鍵字開銷可以忽略不計(jì)。

call方法會(huì)為所有函數(shù)和方法調(diào)用生成中間代碼，工作內(nèi)容：

defer關(guān)鍵字在運(yùn)行時(shí)會(huì)調(diào)用deferproc，這個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)在src/runtime/panic.go里，接受兩個(gè)參數(shù)：參數(shù)的大小和閉包所在的地址。

編譯器不僅將defer關(guān)鍵字轉(zhuǎn)成deferproc函數(shù)，還會(huì)通過以下三種方式為所有調(diào)用defer的函數(shù)末尾插入deferreturn的函數(shù)調(diào)用

1、在cmd/compile/internal/gc/walk.go的walkstmt函數(shù)中，在遇到ODEFFER節(jié)點(diǎn)時(shí)會(huì)執(zhí)行Curfn.Func.SetHasDefer(true)，設(shè)置當(dāng)前函數(shù)的hasdefer屬性

2、在ssa.go的buildssa會(huì)執(zhí)行s.hasdefer = fn.Func.HasDefer()更新hasdefer

3、在exit中會(huì)根據(jù)hasdefer在函數(shù)返回前插入deferreturn的函數(shù)調(diào)用

runtime.deferproc為defer創(chuàng)建了一個(gè)runtime._defer結(jié)構(gòu)體、設(shè)置它的函數(shù)指針fn、程序計(jì)數(shù)器pc和棧指針sp并將相關(guān)參數(shù)拷貝到相鄰的內(nèi)存空間中

最后調(diào)用的return0是唯一一個(gè)不會(huì)觸發(fā)延遲調(diào)用的函數(shù)，可以避免deferreturn的遞歸調(diào)用。

newdefer的分配方式是從pool緩存池中獲?。?/p>

這三種方式取到的結(jié)構(gòu)體_defer，都會(huì)被添加到鏈表的隊(duì)頭，這也是為什么defer按照后進(jìn)先出的順序執(zhí)行。

deferreturn就是從鏈表的隊(duì)頭取出并調(diào)用jmpdefer傳入需要執(zhí)行的函數(shù)和參數(shù)。

該函數(shù)只有在所有延遲函數(shù)都執(zhí)行后才會(huì)返回。

如果我們能夠?qū)⒉糠纸Y(jié)構(gòu)體分配到棧上就可以節(jié)約內(nèi)存分配帶來的額外開銷。

在call函數(shù)中有在棧上分配

在運(yùn)行期間deferprocStack只需要設(shè)置一些未在編譯期間初始化的字段，就可以將棧上的_defer追加到函數(shù)的鏈表上。

除了分配的位置和堆的不同，其他的大致相同。

Go語言在1.14中通過開放編碼實(shí)現(xiàn)defer關(guān)鍵字，使用代碼內(nèi)聯(lián)優(yōu)化defer關(guān)鍵的額外開銷并引入函數(shù)數(shù)據(jù)funcdata管理panic的調(diào)用，該優(yōu)化可以將 defer 的調(diào)用開銷從 1.13 版本的 ~35ns 降低至 ~6ns 左右。

然而開放編碼作為一種優(yōu)化 defer 關(guān)鍵字的方法，它不是在所有的場(chǎng)景下都會(huì)開啟的，開放編碼只會(huì)在滿足以下的條件時(shí)啟用：

如果函數(shù)中defer關(guān)鍵字的數(shù)量多于8個(gè)或者defer處于循環(huán)中，那么就會(huì)禁用開放編碼優(yōu)化。

可以看到這里，判斷編譯參數(shù)不用-N，返回語句的數(shù)量和defer數(shù)量的乘積小于15，會(huì)啟用開放編碼優(yōu)化。

延遲比特deferBitsTemp和延遲記錄是使用開放編碼實(shí)現(xiàn)defer的兩個(gè)最重要的結(jié)構(gòu)，一旦使用開放編碼，buildssa會(huì)在棧上初始化大小為8個(gè)比特的deferBits

延遲比特中的每一個(gè)比特位都表示該位對(duì)應(yīng)的defer關(guān)鍵字是否需要被執(zhí)行。延遲比特的作用就是標(biāo)記哪些defer關(guān)鍵字在函數(shù)中被執(zhí)行，這樣就能在函數(shù)返回時(shí)根據(jù)對(duì)應(yīng)的deferBits確定要執(zhí)行的函數(shù)。

而deferBits的大小為8比特，所以該優(yōu)化的條件就是defer的數(shù)量小于8.

而執(zhí)行延遲調(diào)用的時(shí)候仍在deferreturn

這里做了特殊的優(yōu)化，在runOpenDeferFrame執(zhí)行開放編碼延遲函數(shù)

1、從結(jié)構(gòu)體_defer讀取deferBits，執(zhí)行函數(shù)等信息

2、在循環(huán)中依次讀取執(zhí)行函數(shù)的地址和參數(shù)信息，并通過deferBits判斷是否要執(zhí)行

3、調(diào)用reflectcallSave執(zhí)行函數(shù)

1、新加入的defer放入隊(duì)頭，執(zhí)行defer時(shí)是從隊(duì)頭取函數(shù)調(diào)用，所以是后進(jìn)先出

2、通過判斷defer關(guān)鍵字、return數(shù)量來判斷是否開啟開放編碼優(yōu)化

3、調(diào)用deferproc函數(shù)創(chuàng)建新的延遲調(diào)用函數(shù)時(shí)，會(huì)立即拷貝函數(shù)的參數(shù)，函數(shù)的參數(shù)不會(huì)等到真正執(zhí)行時(shí)計(jì)算

網(wǎng)站欄目：go語言中defer go語言中的反射
文章出自：http://jinyejixie.com/article4/ddiscie.html

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