【转】golang-defer坑的本质

本文节选自https://tiancaiamao.gitbooks.io/go-internals/content/zh/03.4.html

作者的分析非常透彻，从问题本质分析，就不会对defer产生的副作用产生迷茫。

defer坑的本质是：本质原因是return xxx语句并不是一条原子指令，defer被插入到了赋值 与 ret之间，因此可能有机会改变最终的返回值。

 

defer使用时的坑

 

先来看看几个例子。

例1：

func f() (result int) {
    defer func() {
        result++
    }()
    return 0
}

 

例2：

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

 

例3：

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


请读者先不要运行代码，在心里跑一遍结果，然后去验证。


例1的正确答案不是0，例2的正确答案不是10，如果例3的正确答案不是6......


defer是在return之前执行的。这个在 官方文档中是明确说明了的。要使用defer时不踩坑，最重要的一点就是要明白，return xxx这一条语句并不是一条原子指令!


函数返回的过程是这样的：先给返回值赋值，然后调用defer表达式，最后才是返回到调用函数中。


defer表达式可能会在设置函数返回值之后，在返回到调用函数之前，修改返回值，使最终的函数返回值与你想象的不一致。


其实使用defer时，用一个简单的转换规则改写一下，就不会迷糊了。改写规则是将return语句拆成两句写，return xxx会被改写成:


返回值 = xxx
调用defer函数
空的return



先看例1，它可以改写成这样：




func f() (result int) {
     result = 0          //return语句不是一条原子调用，return xxx其实是赋值＋ret指令
     func() {            //defer被插入到return之前执行，也就是赋返回值和ret指令之间
         result++
     }()
     return
}




所以这个返回值是1。


再看例2，它可以改写成这样：




func f() (r int) {
     t := 5
     r = t           //赋值指令
     func() {        //defer被插入到赋值与返回之间执行，这个例子中返回值r没被修改过
         t = t + 5
     }
     return          //空的return指令
}




所以这个的结果是5。


最后看例3，它改写后变成：




func f() (r int) {
     r = 1                //给返回值赋值
     func(r int) {        //这里改的r是传值传进去的r，不会改变要返回的那个r值
          r = r + 5
     }(r)
     return               //空的return
}




所以这个例子的结果是1。


defer确实是在return之前调用的。但表现形式上却可能不像。本质原因是return xxx语句并不是一条原子指令，defer被插入到了赋值 与 ret之间，因此可能有机会改变最终的返回值。


defer的实现


defer关键字的实现跟go关键字很类似，不同的是它调用的是runtime.deferproc而不是runtime.newproc。


在defer出现的地方，插入了指令call runtime.deferproc，然后在函数返回之前的地方，插入指令call runtime.deferreturn。


普通的函数返回时，汇编代码类似：


add xx SP
return



如果其中包含了defer语句，则汇编代码是：


call runtime.deferreturn，
add xx SP
return



goroutine的控制结构中，有一张表记录defer，调用runtime.deferproc时会将需要defer的表达式记录在表中，而在调用runtime.deferreturn的时候，则会依次从defer表中出栈并执行。


 


 


------------------------------------------------


我在补充一下，go 的函数 带参数名的返回值和不带参数名的函数返回值对defer是有影响的。


如果defer 操作的是带参数的函数返回值的参数名，则会直接影响到函数的返回值；


如果defer操作的是函数内部的一个局部变量，这不会影响到函数的返回值；


 


原因很简单，return会做两个事情，


1、拷贝返回值到函数的返回值内存区，有如下几个场景：


    

  • a.如果是函数的返回值带参数名（假设参数名为a)，实际在函数内部对a的操作是直接操作这个返回值的内存区域；
    • 





如果函数返回直接调用return，不带任何返回值， 则不会有拷贝过程。此时defer如果没有显示的操作a，则不会影响到函数的返回值。


如果函数返回直接调用return X，则会有个a=x的拷贝过程，此时defer如果没有显示的操作a，也不会影响到函数的返回值（即使操作了x也不会影响结果）。




    

  • b如果是函数的返回值不带参名，函数的返回值需要一个显示的return x语句，此时会有一个拷贝过程，就是将x的值拷贝到返回值的内存区域，此时defer操作x 不会有什么副作用，此时存放返回值的内存区域是个匿名区域，从源程序的角度看defer直接操作变量是不可能访问到这个区域。可见不带形参的返回是避免defer副作用的最有效手段。
    • 



2、执行RET指令,执行跳转。


 


talk is cheep ,show me the code , 上一段代码：






[csharp] view plain copy

 






    

  1. package main  
    2. 

  2.   
    3. 

  3. import (  
    4. 

  4.     "fmt"  
    5. 

  5. )  
    6. 

  6.   
    7. 

  7.   
    8. 

  8. //f1 f2 f3 函数返回值带有参数名  
    9. 

  9. func f1() (r int) {  
    10. 

  10.     defer func() {  
    11. 

  11.         r++  
    12. 

  12.     }()  
    13. 

  13.     return 0  
    14. 

  14. }  
    15. 

  15.   
    16. 

  16. func f2() (r int) {  
    17. 

  17.     defer func(i int) {  
    18. 

  18.         i++  
    19. 

  19.     }(r)  
    20. 

  20.     return 0  
    21. 

  21. }  
    22. 

  22.   
    23. 

  23. func f3() (r int) {  
    24. 

  24.     t := 0  
    25. 

  25.     defer func() {  
    26. 

  26.         t++  
    27. 

  27.     }()  
    28. 

  28.     return t  
    29. 

  29. }  
    30. 

  30.   
    31. 

  31.   
    32. 

  32. //f4 f5 函数的返回值都不带参数名，只有类型  
    33. 

  33. func f4() int {  
    34. 

  34.     r := 0  
    35. 

  35.     defer func() {  
    36. 

  36.         r++  
    37. 

  37.     }()  
    38. 

  38.     return r  
    39. 

  39. }  
    40. 

  40.   
    41. 

  41. func f5() int {  
    42. 

  42.     r := 0  
    43. 

  43.     defer func(i int) {  
    44. 

  44.         i++  
    45. 

  45.     }(r)  
    46. 

  46.     return 0  
    47. 

  47. }  
    48. 

  48.   
    49. 

  49. func main() {  
    50. 

  50.     var v int = -1  
    51. 

  51.     v = f1()  
    52. 

  52.       
    53. 

  53.     fmt.Println("v=", v)  
    54. 

  54.     v = f2()  
    55. 

  55.     fmt.Println("v=", v)  
    56. 

  56.     v = f3()  
    57. 

  57.     fmt.Println("v=", v)  
    58. 

  58.   
    59. 

  59.       
    60. 

  60.     v = f4()  
    61. 

  61.     fmt.Println("v=", v)  
    62. 

  62.     v = f5()  
    63. 

  63.     fmt.Println("v=", v)  
    64. 

  64. }  
    65. 



结果：





[csharp] view plain copy

 




















    

  1. v= 1  
    2. 

  2. v= 0  
    3. 

  3. v= 0  
    4. 

  4. v= 0  
    5. 

  5. v= 0  
    6. 

















结论：为了避免defer可能引发的歧义，在定义函数时，最好使用不带参数名的方式。

 


引申一下，我们来看下go函数的栈帧结构，首先学习下几个寄存器


    

  1. FP　栈底寄存器，指向一个函数栈的顶部；
    2. 

  2. PC   程序计数器，指向下一条执行指令;
    3. 

  3. SB　指向静态数据的基指针，全局符号;
    4. 

  4. SP　栈顶寄存器;
    5. 










 











 


1.go的函数调用现场清理由主调函数负责维护；


2.函数的返回地址也在主调函数的栈上开辟；


3.栈上的数据是通过FB+- 偏移量来操作；


4.return语句分两部分执行：


　　把返回值拷贝到返回值的栈上空间内


　　调用RET指令执行函数调用后的下一条指令


但是return的语句不是原子的，defer语句的执行被插入在这两条指令执行之间，这是导致defer导致歧义的最根本原因。为避免困惑，


defer 不应该操作函数返回值存放的区域，即defer语句里面不应该有对命名返回值参数的操作。


 


 




















 






		

		
posted @ 
2018-06-18 11:18 
ralap7 
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