Defer

什么是 defer？

defer 语句的用途是：含有 defer 语句的函数，会在该函数将要返回之前，调用另一个函数。这个定义可能看起来很复杂，说白了就是，延迟执行，并且即便程序出现严重错误，也会执行。我们通过一段简单代码，来看看defer是如何执行的：

package main

import (
	"fmt"
)

func main() {
    defer fmt.Println("我最后执行")      //注册一下，并不执行，等main函数执行完了以后，从下往上执行defer定义的东西
    defer fmt.Println("我倒数第二个打印")
    fmt.Println("我先执行")
    var a []int
    fmt.Println(a[10])
    fmt.Println("出错了")
}

defer注册的代码不会立即执行，上面程序中，a没有初始化，使用时报错，fmt.Println(a[10])和fmt.Println("出错了")都不会执行，但是defer是出错前注册的，因此会从下往上依次执行，程序输出为：

我先执行
我倒数第二个打印
我最后执行      
panic: runtime error: index out of range [10] with length 0

 

在函数调用前，使用defer关键字，我们通过一个示例就很容易明白了。

package main

import (  
    "fmt"
)

func finished() {  
    fmt.Println("Finished finding largest")
}

func largest(nums []int) {  
    defer finished()
    fmt.Println("Started finding largest")
    max := nums[0]
    for _, v := range nums {
        if v > max {
            max = v
        }
    }
    fmt.Println("Largest number in", nums, "is", max)
}

func main() {  
    nums := []int{78, 109, 2, 563, 300}
    largest(nums)
}

上面的程序很简单，就是找出一个给定切片的最大值。largest 函数接收一个 int 类型的切片作为参数，然后打印出该切片中的最大值。largest 函数的第一行的语句为 defer finished()。这表示在 finished() 函数将要返回之前，会调用 finished() 函数。运行该程序，你会看到有如下输出：

Started finding largest  
Largest number in [78 109 2 563 300] is 563  
Finished finding largest

 

延迟方法

defer 不仅限于[函数]的调用，调用[方法]也是合法的。我们写一个小程序来测试吧。

package main

import (  
    "fmt"
)

type person struct {  
    firstName string
    lastName string
}

func (p person) fullName() {  
    fmt.Printf("%s %s",p.firstName,p.lastName)
}

func main() {  
    p := person {
        firstName: "John",
        lastName: "Smith",
    }
    defer p.fullName()
    fmt.Printf("Welcome ")  
}

在上面的例子中，我们在第 22 行延迟了一个方法调用。而其他的代码很直观，这里不再解释。该程序输出：Welcome John Smith

 

实参取值（Arguments Evaluation）

在 Go 语言中，并非在调用延迟函数的时候才确定实参，而是当执行 defer 语句的时候，就会对延迟函数的实参进行求值。通过一个例子就能够理解了。

package main

import (  
    "fmt"
)

func printA(a int) {  
    fmt.Println("value of a in deferred function", a)
}
func main() {  
    a := 5
    defer printA(a)
    a = 10
    fmt.Println("value of a before deferred function call", a)
}

在上面的程序里的第 11 行，a 的初始值为 5。在第 12 行执行 defer 语句的时候，由于 a 等于 5，因此延迟函数 printA 的实参也等于 5。接着我们在第 13 行将 a 的值修改为 10。下一行会打印出 a 的值。该程序输出：

value of a before deferred function call 10  
value of a in deferred function 5

从上面的输出，我们可以看出，在调用了 defer 语句后，虽然我们将 a 修改为 10，但调用延迟函数 printA(a)后，仍然打印的是 5。

 

defer 栈

当一个函数内多次调用 defer 时，Go 会把 defer 调用放入到一个栈中，随后按照后进先出（Last In First Out, LIFO）的顺序执行。

我们下面编写一个小程序，使用 defer 栈，将一个字符串逆序打印。

package main

import (  
    "fmt"
)

func main() {  
    name := "Naveen"
    fmt.Printf("Orignal String: %s\n", string(name))
    fmt.Printf("Reversed String: ")
    for _, v := range []rune(name) {
        defer fmt.Printf("%c", v)
    }
}

在上述程序中的第 11 行，for range 循环会遍历一个字符串，并在第 12 行调用了 defer fmt.Printf("%c", v)。这些延迟调用会添加到一个栈中，按照后进先出的顺序执行，因此，该字符串会逆序打印出来。该程序会输出：

Orignal String: Naveen  
Reversed String: neevaN

 

defer 的实际应用

一个简单的应用，因为defer延迟执行，即使程序出现异常仍然会执行，因此可以用来作为读写文件的上下文管理。比如，打开一个文件后，立即defer 关闭文件，这样程序执行完了就会自动关闭，并且即使程序中途出错，文件依旧会被关闭。

defer 的主要应用是与panic、recover组合使用，实现程序的异常捕获。

当一个函数应该在与当前代码流（Code Flow）无关的环境下调用时，可以使用 defer。我们通过一个用到了 [WaitGroup] 代码示例来理解这句话的含义。我们首先会写一个没有使用 defer 的程序，然后我们会用 defer 来修改，看到 defer 带来的好处。

package main

import (  
    "fmt"
    "sync"
)

type rect struct {  
    length int
    width  int
}

func (r rect) area(wg *sync.WaitGroup) {  
    if r.length < 0 {
        fmt.Printf("rect %v's length should be greater than zero\n", r)
        wg.Done()
        return
    }
    if r.width < 0 {
        fmt.Printf("rect %v's width should be greater than zero\n", r)
        wg.Done()
        return
    }
    area := r.length * r.width
    fmt.Printf("rect %v's area %d\n", r, area)
    wg.Done()
}

func main() {  
    var wg sync.WaitGroup
    r1 := rect{-67, 89}
    r2 := rect{5, -67}
    r3 := rect{8, 9}
    rects := []rect{r1, r2, r3}
    for _, v := range rects {
        wg.Add(1)
        go v.area(&wg)
    }
    wg.Wait()
    fmt.Println("All go routines finished executing")
}

在上面的程序里，我们在第 8 行创建了 rect 结构体，并在第 13 行创建了 rect 的方法 area，计算出矩形的面积。area 检查了矩形的长宽是否小于零。如果矩形的长宽小于零，它会打印出对应的提示信息，而如果大于零，它会打印出矩形的面积。

main 函数创建了 3 个 rect 类型的变量：r1、r2 和 r3。在第 34 行，我们把这 3 个变量添加到了 rects 切片里。该切片接着使用 for range 循环遍历，把 area 方法作为一个并发的 Go 协程进行调用（第 37 行）。我们用 WaitGroup wg 来确保 main 函数在其他协程执行完毕之后，才会结束执行。WaitGroup 作为参数传递给 area 方法后，在第 16 行、第 21 行和第 26 行通知 main 函数，表示现在协程已经完成所有任务。如果你仔细观察，会发现 wg.Done() 只在 area 函数返回的时候才会调用。wg.Done() 应该在 area 将要返回之前调用，并且与代码流的路径（Path）无关，因此我们可以只调用一次 defer，来有效地替换掉 wg.Done() 的多次调用。

我们来用 defer 来重写上面的代码。

在下面的代码中，我们移除了原先程序中的 3 个 wg.Done 的调用，而是用一个单独的 defer wg.Done() 来取代它（第 14 行）。这使得我们的代码更加简洁易懂。

package main

import (  
    "fmt"
    "sync"
)

type rect struct {  
    length int
    width  int
}

func (r rect) area(wg *sync.WaitGroup) {  
    defer wg.Done()
    if r.length < 0 {
        fmt.Printf("rect %v's length should be greater than zero\n", r)
        return
    }
    if r.width < 0 {
        fmt.Printf("rect %v's width should be greater than zero\n", r)
        return
    }
    area := r.length * r.width
    fmt.Printf("rect %v's area %d\n", r, area)
}

func main() {  
    var wg sync.WaitGroup
    r1 := rect{-67, 89}
    r2 := rect{5, -67}
    r3 := rect{8, 9}
    rects := []rect{r1, r2, r3}
    for _, v := range rects {
        wg.Add(1)
        go v.area(&wg)
    }
    wg.Wait()
    fmt.Println("All go routines finished executing")
}

该程序会输出：

rect {8 9}'s area 72  
rect {-67 89}'s length should be greater than zero  
rect {5 -67}'s width should be greater than zero  
All go routines finished executing

在上面的程序中，使用 defer 还有一个好处。假设我们使用 if 条件语句，又给 area 方法添加了一条返回路径（Return Path）。如果没有使用 defer 来调用 wg.Done()，我们就得很小心了，确保在这条新添的返回路径里调用了 wg.Done()。由于现在我们延迟调用了 wg.Done()，因此无需再为这条新的返回路径添加 wg.Done() 了。