面試Go 被defer的幾個盲區坑了

7small7發表於2023-03-06

大家好,我是二條,是一位從事後端開發的程式設計師。

上一篇,我們講到了Go中的字串為什麼不能被修改,這一篇來總結defer語句中的幾個隱藏的細節。

關於Go中的defer,是做什麼的?執行順序是怎麼樣的?相信學過Go語言的同學,已經不在陌生,今天就來講講其中需要掌握的幾個知識點。

要講到這幾個知識點,還是大致總結一下defer這個內建關鍵字

1、defer是一種延遲處理機制,是在函式進行return之前進行執行。

2、defer是採用棧的方式執行,也就是說先定義的defer後執行,後定義的defer最先被執行。

正因為defer具備這種機制,可以用在函式返回之前,關閉一些資源。例如在某些操作中,連線了MySQL、Redis這樣的服務,在函式返回之前,就可以使用defer語句對連線進行關閉。就類似oop語言中的 finally 操作一樣,不管發生任何異常,最終都會被執行。

其語法格式也非常的簡單。

package main
import "fmt"

func main() {
    function1()
}

func function1() {
    fmt.Printf("1")
    defer function2()
    fmt.Printf("2")
}

func function2() {
    fmt.Printf("3")
}

上述程式碼執行的結果是:

1
2
3

下面就來總結這六個小知識點:

1、defer 的執行順序。 採用棧的方式執行,先定義後執行。

2、defer 與 return 誰先誰後。return 之後的語句先執行,defer 後的語句後執行。

3、函式的返回值初始化與 defer 間接影響。defer中修改了返回值,實際返回的值是按照defer修改後的值進行返回。

4、defer 遇見 panic。按照defer的棧順序,輸出panic觸發之前定義好的defer。

5、defer 中包含 panic。按照defer的棧順序,輸出panic觸發之前的defer。並且defer中會接收到panic資訊。

6、defer 下的函式引數包含子函式。會先進行子函式的結果值,然後在按照棧的順序進行輸出。

defer的執行順序是什麼樣的

關於這個問題,前面的示例程式碼也提到過了,採用棧的順序執行。在定義時,壓入棧中,執行是從棧中獲取。

defer與return誰先誰後

先來看如下一段程式碼,最終的執行結果是怎麼樣的。

func main() {
    fmt.Println(demo2())
}

func demo2() int {
    defer func() {
        fmt.Println("2")
    }()
    return func() int {
        fmt.Println("1")
        return 4
    }()
}

執行上述程式碼,得到的結果是:

1
2
4

可能你會有一個疑問❓ ,既然都提到了defer是在函式返回之前執行,為什麼還是先輸出1,然後在輸出2呢?關於defer的定義,就是在函式返回之前執行。這一點毋庸置疑,肯定是在return之前執行。需要注意的是,return 是非原子性的,需要兩步,執行前首先要得到返回值 (為返回值賦值),return 將返回值返回撥用處。defer 和 return 的執行順序是先為返回值賦值,然後執行 defer,然後 return 到函式呼叫處。

函式的返回值初始化與defer間接影響

同樣的方式,我們先看一段程式碼,猜測一下最終的執行結果是什麼。

func main() {
    fmt.Println(demo3())
}

func demo3() (a int) {
    defer func() {
        a = 3
    }()
    return 1
}

上訴程式碼,最終的執行結果如下:

3

跟上第2個知識點類似,函式在return之前,會進行返回值賦值,然後在執行defer語句,最終在返回結果值。

1、在定義函式demo3()時,為函式設定了一個int型別的變數a,此時int型別初始化值預設是0。

2、定義一個defer語句,在函式return之前執行,匿名函式中對返回變數a進行了一次賦值,設定 a=3。

3、此時執行return語句,因為return語句是執行兩步操作,先為返回變數a執行一次賦值操作,將a設定為3。緊接著執行defer語句,此時defer又將a設定為3。

4、最終return進行返回,由於第3步的defer對a進行了重新賦值。因此a就變成了3。

5、最後main函式列印結果,列印的其實是defer修改之後的值。

如果將變數a的宣告放回到函式內部宣告呢,其執行的結果會根據return的值進行返回。

func main() {
    fmt.Println(demo7())
}

func demo7() int {
    var a int
    defer func(a int) {
        a = 10
    }(a)

    return 2
}

上述的最終結果返回值如下:

10
2

為什麼會發生兩種不同的結果呢?這是因為,這是因為發生了值複製現象。在執行defer語句時,將引數a傳遞給匿名函式時進行了一個值複製的過程。由於值複製是不會影響原值,因此匿名函式對變數a進行了修改,不會影響函式外部的值。當然傳遞一個指標的話,結果就不一樣了。在函式定義時,宣告的變數可以理解為一個全域性變數,因此defer或者return對變數a進行了修改,都會影響到該變數上。

defer遇見panic。

panic是Go語言中的一種異常現象,它會中斷程式的執行,並丟擲具體的異常資訊。既然會中斷程式的執行,如果一段程式碼中發生了panic,最終還會呼叫defer語句嗎?

func main() {
    demo4()
}

func demo4() {
    defer func() {
        fmt.Println("1")
    }()
    defer func() {
        fmt.Println("2")
    }()
    panic("panic")
    defer func() {
        fmt.Println("3")
    }()
    defer func() {
        fmt.Println("4")
    }()
}

執行上述程式碼,最終得到的結果如下:

╰─ go run defer.go
2
1
panic: panic

goroutine 1 [running]:
main.demo4()

從上面的結果不難看出,雖然發生了panic異常資訊,還是輸出了defer語句中的資訊,這說明panic的發生,還是會執行defer操作。那為什麼後面的兩個defer沒有被執行呢。這是因為pani的發生,會中斷程式的執行,因此後續的程式碼根本沒有拿到執行權。

當函式中發生了panic異常,會馬上中止當前函式的執行,panic之前定義的defer都會被執行,所有的 defer 語句都會保證執行並把控制權交還給接收到 panic 的函式呼叫者。這樣向上冒泡直到最頂層,並執行(每層的) defer,在棧頂處程式崩潰,並在命令列中用傳給 panic 的值報告錯誤情況:這個終止過程就是 panicking。

defer中包含panic

上一個知識點提到了,程式中雖然發生了panic,但是在panic之前定義的defer語句,還是會被執行。要想在defer中獲取到具體的panic資訊,需要使用 recover() 進行獲取。

func main() {
    demo5()
}

func demo5() {
    defer func() {
        fmt.Println("1")
        if err := recover(); err != nil {
            fmt.Println(err)
        }
    }()
    defer func() { fmt.Println("2") }()
    panic("panic")
    defer func() { fmt.Println("defer: panic 之後, 永遠執行不到") }()
}

上述程式碼執行的結果如下:

2
1
panic

這個(recover)內建函式被用於從 panic 或 錯誤場景中恢復:讓程式可以從 panicking 重新獲得控制權,停止終止過程進而恢復正常執行。

defer下的函式引數包含子函式

對於這種場景,可能大家很少遇見,也不是很清楚實際的呼叫邏輯。先來看一段程式碼。

func main() {
    demo6()
}

func function(index int, value int) int {
    fmt.Println(index)
    return index
}

func demo6() {
    defer function(1, function(3, 0))
    defer function(2, function(4, 0))
}

上訴程式碼最終執行的結果是:

3
4
2
1

其執行的邏輯是:

1、執行第1個defer時,壓入defer棧中,該defer會執行一個function的函式,在函式返回之前執行。

2、因為該函式中又包含了一個函式(子函式),Go語言處理的機制是,先執行該子函式。

3、執行完子函式,接著再執行第2個defer語句。此時,第2個defer中也有一個子函式,按照第2點的邏輯,這個子函式會被直接執行。

4、定義完defer語句之後,此時結束該函式的呼叫。所有被定義的defer語句,按照棧順序進行輸出。

因此可以得出的結論是,當defer中存在子函式時,子函式會按照defer定義的語句順序,優先執行。defer最外層的邏輯,則按照棧的順序執行。

總結

對於defer的使用,是非常簡單的。這裡需要注意幾點。

1、defer是在函式返回之前執行,defer的執行順序是優先於return。return的執行是一個兩步操作,先對return返回的值進行賦值,然後執行defer語句,最後將結果進行返回給函式的呼叫者。

2、即使函式內發生了panic異常,panic之前定義的defer仍然會被執行。

3、defer中存在子函式,子函式會按照defer的定於順序執行。

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