聽說，99% 的 Go 程式設計師都被 defer 坑過

yongxinz發表於2021-10-18
Go程式設計師

原文連結： 聽說，99% 的 Go 程式設計師都被 defer 坑過

先宣告：我被坑過。

之前寫 Go 專欄時，寫過一篇文章：Go 專欄｜錯誤處理：defer，panic 和 recover。有小夥伴留言說：道理都懂，但還是不知道怎麼用，而且還總出現莫名奇妙的問題。

出問題就對了，這個小東西壞的很，一不留神就出錯。

所以，面對這種情況，我們今天就不講道理了。直接把我珍藏多年的程式碼一把梭，憑藉多年踩坑經歷和寫 BUG 經驗，我要站著把這個坑邁過去。

一、

先來一個簡單的例子熱熱身：

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    defer func() {
        fmt.Println("first")
    }()

    defer func() {
        fmt.Println("second")
    }()

    fmt.Println("done")
}

輸出：

done
second
first

這個比較簡單，defer 語句的執行順序是按呼叫 defer 語句的倒序執行。

二、

看看這段程式碼有什麼問題？

for _, filename := range filenames {
    f, err := os.Open(filename)
    if err != nil {
        return err
    }
    defer f.Close()
}

這段程式碼其實很危險，很可能會用盡所有檔案描述符。因為 defer 語句不到函式的最後一刻是不會執行的，也就是說檔案始終得不到關閉。所以切記，一定不要在 for 迴圈中使用 defer 語句。

那怎麼優化呢？可以將迴圈體單獨寫一個函式，這樣每次迴圈的時候都會呼叫關閉函式。

如下：

for _, filename := range filenames {
    if err := doFile(filename); err != nil {
        return err
    }
}

func doFile(filename string) error {
    f, err := os.Open(filename)
    if err != nil {
        return err
    }
    defer f.Close()
}

三、

看看這三個函式的輸出結果是什麼？

package main

import (
	"fmt"
)

func a() (r int) {
	defer func() {
		r++
	}()
	return 0
}

func b() (r int) {
	t := 5
	defer func() {
		t = t + 5
	}()
	return t
}

func c() (r int) {
	defer func(r int) {
		r = r + 5
	}(r)
	return 1
}

func main() {
	fmt.Println("a = ", a())
	fmt.Println("b = ", b())
	fmt.Println("c = ", c())
}

公佈答案：

a =  1
b =  5
c =  1

你答對了嗎？

說實話剛開始看到這個結果時，我是相當費解，完全不知道怎麼回事。

但可以看到，這三個函式都有一個共同特點，它們都有一個命名返回值，並且都在函式中引用了這個返回值。

引用的方式分兩種：分別是閉包和函式引數。

先看 a() 函式：

閉包通過 r++ 修改了外部變數，返回值變成了 1。

相當於：

func aa() (r int) {
	r = 0
	// 在 return 之前，執行 defer 函式
	func() {
		r++
	}()
	return
}

再看 b() 函式：

閉包內修改的只是區域性變數 t，而外部變數 t 不受影響，所以還是返回 5。

相當於：

func bb() (r int) {
	t := 5
	// 賦值
	r = t
	// 在 return 之前，執行 defer 函式
	// defer 函式沒有對返回值 r 進行修改，只是修改了變數 t
	func() {
		t = t + 5
	}()
	return
}

最後是 c 函式：

引數傳遞是值拷貝，實參不受影響，所以還是返回 1。

相當於：

func cc() (r int) {
	// 賦值
	r = 1
	// 這裡修改的 r 是函式形參的值
	// 值拷貝，不影響實參值
	func(r int) {
		r = r + 5
	}(r)
	return
}

那麼，為了避免寫出這麼令人意外的程式碼，最好在定義函式時就不要使用命名返回值。或者如果使用了，就不要在 defer 中引用。

再看下面兩個例子：

func d() int {
	r := 0
	defer func() {
		r++
	}()
	return r
}

func e() int {
	r := 0
	defer func(i int) {
		i++
	}(r)
	return 0
}

d =  0
e =  0

返回值符合預期，再也不用絞盡腦汁猜了。

四、

defer 表示式的函式如果在 panic 後面，則這個函式無法被執行。

func main() {
    panic("a")
    defer func() {
        fmt.Println("b")
    }()
}

輸出如下，b 沒有列印出來。

panic: a

goroutine 1 [running]:
main.main()
	xxx.go:87 +0x4ce
exit status 2

而如果 defer 在前，則可以執行。

func main() {
	defer func() {
		fmt.Println("b")
	}()
	panic("a")
}

輸出：

b
panic: a

goroutine 1 [running]:
main.main()
    xxx.go:90 +0x4e7
exit status 2

五、

看看下面這段程式碼的執行順序：

func G() {
	defer func() {
		fmt.Println("c")
	}()

	F()
	fmt.Println("繼續執行")
}

func F() {
	defer func() {
		if err := recover(); err != nil {
			fmt.Println("捕獲異常:", err)
		}
		fmt.Println("b")
	}()
	panic("a")
}

func main() {
	G()
}

順序如下：

  1. 呼叫 G() 函式；
  2. 呼叫 F() 函式；
  3. F() 中遇到 panic，立刻終止，不執行 panic 之後的程式碼；
  4. 執行 F() 中 defer 函式，遇到 recover 捕獲錯誤，繼續執行 defer 中程式碼，然後返回；
  5. 執行 G() 函式後續程式碼，最後執行 G() 中 defer 函式。

輸出：

捕獲異常: a
b
繼續執行
c

五、

看看下面這段程式碼的執行順序：

func G() {
	defer func() {
		if err := recover(); err != nil {
			fmt.Println("捕獲異常:", err)
		}
		fmt.Println("c")
	}()

	F()
	fmt.Println("繼續執行")
}

func F() {
	defer func() {
		fmt.Println("b")
	}()
	panic("a")
}

func main() {
	G()
}

順序如下：

  1. 呼叫 G() 函式；
  2. 呼叫 F() 函式；
  3. F() 中遇到 panic，立刻終止，不執行 panic 之後的程式碼；
  4. 執行 F() 中 defer 函式，由於沒有 recover，則將 panic 拋到 G() 中；
  5. G() 收到 panic 則不會執行後續程式碼，直接執行 defer 函式；
  6. defer 中捕獲 F() 丟擲的異常 a，然後繼續執行，最後退出。

輸出：

b
捕獲異常: a
c

六、

看看下面這段程式碼的執行順序：

func G() {
	defer func() {
		fmt.Println("c")
	}()

	F()
	fmt.Println("繼續執行")
}

func F() {
	defer func() {
		fmt.Println("b")
	}()
	panic("a")
}

func main() {
	G()
}

順序如下：

  1. 呼叫 G() 函式；
  2. 呼叫 F() 函式；
  3. F() 中遇到 panic，立刻終止，不執行 panic 之後的程式碼；
  4. 執行 F() 中 defer 函式，由於沒有 recover，則將 panic 拋到 G() 中；
  5. G() 收到 panic 則不會執行後續程式碼，直接執行 defer 函式；
  6. 由於沒有 recover，直接丟擲 F() 拋過來的異常 a，然後退出。

輸出：

b
c
panic: a

goroutine 1 [running]:
main.F()
	xxx.go:90 +0x5b
main.G()
	xxx.go:82 +0x48
main.main()
	xxx.go:107 +0x4a5
exit status 2

七、

看看下面這段程式碼的執行順序：

func G() {
	defer func() {
		// goroutine 外進行 recover
		if err := recover(); err != nil {
			fmt.Println("捕獲異常:", err)
		}
		fmt.Println("c")
	}()

	// 建立 goroutine 呼叫 F 函式
	go F()
	time.Sleep(time.Second)
}

func F() {
	defer func() {
		fmt.Println("b")
	}()
	// goroutine 內部丟擲panic
	panic("a")
}

func main() {
	G()
}

順序如下：

  1. 呼叫 G() 函式；
  2. 通過 goroutine 呼叫 F() 函式；
  3. F() 中遇到 panic，立刻終止，不執行 panic 之後的程式碼；
  4. 執行 F() 中 defer 函式，由於沒有 recover，則將 panic 拋到 G() 中；
  5. 由於 goroutine 內部沒有進行 recover，則 goroutine 外部函式，也就是 G() 函式是沒辦法捕獲的，程式直接崩潰退出。

輸出：

b
panic: a

goroutine 6 [running]:
main.F()
	xxx.go:96 +0x5b
created by main.G
	xxx.go:87 +0x57
exit status 2

八、

最後再說一個 recover 的返回值問題：

defer func() {
	if err := recover(); err != nil {
		fmt.Println("捕獲異常:", err.Error())
	}
}()
panic("a")

recover 返回的是 interface {} 型別，而不是 error 型別，所以這樣使用的話會報錯：

err.Error undefined (type interface {} is interface with no methods)

可以這樣來轉換一下：

defer func() {
	if err := recover(); err != nil {
		fmt.Println("捕獲異常:", fmt.Errorf("%v", err).Error())
	}
}()
panic("a")

或者直接列印結果：

defer func() {
	if err := recover(); err != nil {
		fmt.Println("捕獲異常:", err)
	}
}()
panic("a")

輸出：

捕獲異常: a

以上就是本文的全部內容，其實寫過其他的語言的同學都知道，關閉檔案控制程式碼，釋放鎖等操作是很容易忘的。而 Go 語言通過 defer 很好地解決了這個問題，但在使用過程中還是要小心。

本文總結了一些容踩坑的點，希望能夠幫助大家少寫 BUG，如果大家覺得有用的話，歡迎點贊和轉發。

文章中的腦圖和原始碼都上傳到了 GitHub，有需要的同學可自行下載。

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