Go 延迟函数 defer 详解

摘要: Go 语言中延迟函数 defer 充当着 try...catch 的重任，使用起来也非常简便，但是当它和 return、返回值一起出现时，你可能会不小心掉进坑里……

Go 语言中延迟函数 defer 充当着 try…catch 的重任，使用起来也非常简便，然而在实际应用中，很多 gopher 并没有真正搞明白 defer、return 和返回值之间的执行顺序，从而掉进坑中，今天我们就来揭开它的神秘面纱！

先来运行下面两段代码：

A. 匿名返回值的情况

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package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    fmt.Println("a return:", a()) // 打印结果为 a return: 0
}

func a() int {
    var i int
    defer func() {
        i++
        fmt.Println("a defer2:", i) // 打印结果为 a defer2: 2
    }()
    defer func() {
        i++
        fmt.Println("a defer1:", i) // 打印结果为 a defer1: 1
    }()
    return i
}

B. 有名返回值的情况

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package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    fmt.Println("b return:", b()) // 打印结果为 b return: 2
}

func b() (i int) {
    defer func() {
        i++
        fmt.Println("b defer2:", i) // 打印结果为 b defer2: 2
    }()
    defer func() {
        i++
        fmt.Println("b defer1:", i) // 打印结果为 b defer1: 1
    }()
    return i // 或者直接 return 效果相同
}

先来假设出结论（这是正确结论），帮助大家理解原因：

多个 defer 的执行顺序为“后进先出”；
所有函数在执行 RET 返回指令之前，都会先检查是否存在 defer 语句，若存在则先逆序调用 defer 语句进行收尾工作再退出返回；
匿名返回值是在 return 执行时被声明，有名返回值则是在函数声明的同时被声明，因此在 defer 语句中只能访问有名返回值，而不能直接访问匿名返回值；
return 其实应该包含前后两个步骤：第一步是给返回值赋值（若为有名返回值则直接赋值，若为匿名返回值则先声明再赋值）；第二步是调用 RET 返回指令并传入返回值，而 RET 则会检查 defer 是否存在，若存在就先逆序插播 defer 语句，最后 RET 携带返回值退出函数；

因此，‍‍defer、return、返回值三者的执行顺序应该是：return最先给返回值赋值；接着defer开始执行一些收尾工作；最后RET指令携带返回值退出函数。

如何解释两种结果的不同：

上面两段代码的返回结果之所以不同，其实从上面的结论中已经很好理解了。

a()int 函数的返回值没有被提前声名，其值来自于其他变量的赋值，而 defer 中修改的也是其他变量（其实该 defer 根本无法直接访问到返回值），因此函数退出时返回值并没有被修改。
b()(i int) 函数的返回值被提前声名，这使得 defer 可以访问该返回值，因此在 return 赋值返回值 i 之后，defer 调用返回值 i 并进行了修改，最后致使 return 调用 RET 退出函数后的返回值才会是 defer 修改过的值。

C. 下面我们再来看第三个例子，验证上面的结论：###

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package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    c:=c()
    fmt.Println("c return:", *c, c) // 打印结果为 c return: 2 0xc082008340
}

func c() *int {
    var i int
    defer func() {
        i++
        fmt.Println("c defer2:", i, &i) // 打印结果为 c defer2: 2 0xc082008340
    }()
    defer func() {
        i++
        fmt.Println("c defer1:", i, &i) // 打印结果为 c defer1: 1 0xc082008340
    }()
    return &i
}

虽然 c()*int 的返回值没有被提前声明，但是由于 c()*int 的返回值是指针变量，那么在 return 将变量 i 的地址赋给返回值后，defer 再次修改了 i 在内存中的实际值，因此 return 调用 RET 退出函数时返回值虽然依旧是原来的指针地址，但是其指向的内存实际值已经被成功修改了。

即，我们假设的结论是正确的！

D. 补充一条，defer 声明时会先计算确定参数的值，defer 推迟执行的仅是其函数体。

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package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    defer P(time.Now())
    time.Sleep(5e9)
    fmt.Println("main ", time.Now())
}
func P(t time.Time) {
    fmt.Println("defer", t)
    fmt.Println("P    ", time.Now())
}

// 输出结果：
// main  2017-08-01 14:59:47.547597041 +0800 CST
// defer 2017-08-01 14:59:42.545136374 +0800 CST
// P     2017-08-01 14:59:47.548833586 +0800 CST

E. defer 的作用域

defer 只对当前协程有效（main 可以看作是主协程）；
当任意一条（主）协程发生 panic 时，会执行当前协程中 panic 之前已声明的 defer；
在发生 panic 的（主）协程中，如果没有一个 defer 调用 recover()进行恢复，则会在执行完最后一个已声明的 defer 后，引发整个进程崩溃；
主动调用 os.Exit(int) 退出进程时，defer 将不再被执行。

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package main

import (
    "errors"
    "fmt"
    "time"
    // "os"
)

func main() {
    e := errors.New("error")
    fmt.Println(e)
    // （3）panic(e) // defer 不会执行
    // （4）os.Exit(1) // defer 不会执行
    defer fmt.Println("defer")
    // （1）go func() { panic(e) }() // 会导致 defer 不会执行
    // （2）panic(e) // defer 会执行
    time.Sleep(1e9)
    fmt.Println("over.")
    // （5）os.Exit(1) // defer 不会执行
}

F. defer 表达式的调用顺序是按照先进后出的方式

defer 表达式会被放入一个类似于栈(stack)的结构，所以调用的顺序是后进先出的。

下面这段代码输出的结果是 4321 而不是 1234 。

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package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    defer fmt.Print(1)
    defer fmt.Print(2)
    defer fmt.Print(3)
    defer fmt.Print(4)
}

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