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Go语言defer(延迟执行语句)

Go 语言的 defer 语句会将其后面跟随的语句进行延迟处理。在 defer 归属的函数即将返回时,将延迟处理的语句按 defer 的逆序进行执行,也就是说,先被 defer 的语句最后被执行,最后被 defer 的语句,最先被执行。

多个延迟执行语句的处理顺序

下面的代码是将一系列的数值打印语句按顺序延迟处理,参见演示代码:
package main

import (
    "fmt"
)

func main() {

    fmt.Println("defer begin")

    // 将defer放入延迟调用栈
    defer fmt.Println(1)

    defer fmt.Println(2)

    // 最后一个放入, 位于栈顶, 最先调用
    defer fmt.Println(3)

    fmt.Println("defer end")
}
代码输出如下:
defer begin
defer end
3
2
1

结果分析如下:
  • 代码的延迟顺序与最终的执行顺序是反向的。
  • 延迟调用是在 defer 所在函数结束时进行,函数结束可以是正常返回时,也可以是发生宕机时。

使用延迟执行语句在函数退出时释放资源

处理业务或逻辑中涉及成对的操作是一件比较烦琐的事情,比如打开和关闭文件、接收请求和回复请求、加锁和解锁等。在这些操作中,最容易忽略的就是在每个函数退出处正确地释放和关闭资源。

defer 语句正好是在函数退出时执行的语句,所以使用 defer 能非常方便地处理资源释放问题。

1) 使用延迟并发解锁

在下面的例子中会在函数中并发使用 map,为防止竞态问题,使用 sync.Mutex 进行加锁,参见下面代码:
var (
    // 一个演示用的映射
    valueByKey      = make(map[string]int)
    // 保证使用映射时的并发安全的互斥锁
    valueByKeyGuard sync.Mutex
)

// 根据键读取值
func readValue(key string) int {
    // 对共享资源加锁
    valueByKeyGuard.Lock()
    // 取值
    v := valueByKey[key]
    // 对共享资源解锁
    valueByKeyGuard.Unlock()
    // 返回值
    return v
}
代码说明如下:
  • 第 3 行,实例化一个 map,键是 string 类型,值为 int。
  • 第 5 行,map 默认不是并发安全的,准备一个 sync.Mutex 互斥量保护 map 的访问。
  • 第 9 行,readValue() 函数给定一个键,从 map 中获得值后返回,该函数会在并发环境中使用,需要保证并发安全。
  • 第 11 行,使用互斥量加锁。
  • 第 13 行,从 map 中获取值。
  • 第 15 行,使用互斥量解锁。
  • 第 17 行,返回获取到的 map 值。

使用 defer 语句对上面的语句进行简化,参考下面的代码。
func readValue(key string) int {

    valueByKeyGuard.Lock()
   
    // defer后面的语句不会马上调用, 而是延迟到函数结束时调用
    defer valueByKeyGuard.Unlock()

    return valueByKey[key]
}
加粗部分为对比前面代码而修改和添加的代码,代码说明如下:
  • 第 6 行在互斥量加锁后,使用 defer 语句添加解锁,该语句不会马上执行,而是等 readValue() 返回时才会被执行。
  • 第 8 行,从 map 查询值并返回的过程中,与不使用互斥量的写法一样,对比上面的代码,这种写法更简单。

2) 使用延迟释放文件句柄

文件的操作需要经过打开文件、获取和操作文件资源、关闭资源几个过程,如果在操作完毕后不关闭文件资源,进程将一直无法释放文件资源。在下面的例子中将实现根据文件名获取文件大小的函数,函数中需要打开文件、获取文件大小和关闭文件等操作。由于每一步系统操作都需要进行错误处理,而每一步处理都会造成一次可能的退出,因此就需要在退出时释放资源,而我们需要密切关注在函数退出处正确地释放文件资源。参考下面的代码:
// 根据文件名查询其大小
func fileSize(filename string) int64 {

    // 根据文件名打开文件, 返回文件句柄和错误
    f, err := os.Open(filename)

    // 如果打开时发生错误, 返回文件大小为0
    if err != nil {
        return 0
    }

    // 取文件状态信息
    info, err := f.Stat()
   
    // 如果获取信息时发生错误, 关闭文件并返回文件大小为0
    if err != nil {
        f.Close()
        return 0
    }

    // 取文件大小
    size := info.Size()

    // 关闭文件
    f.Close()
   
    // 返回文件大小
    return size
}
代码说明如下:
  • 第 2 行,定义获取文件大小的函数,返回值是 64 位的文件大小值。
  • 第 5 行,使用 os 包提供的函数 Open(),根据给定的文件名打开一个文件,并返回操作文件用的句柄和操作错误。
  • 第 8 行,如果打开的过程中发生错误,如文件没找到、文件被占用等,将返回文件大小为 0。
  • 第 13 行,此时文件句柄f可以正常使用,使用f的方法 Stat() 来获取文件的信息,获取信息时,可能也会发生错误。
  • 第 16~19 行对错误进行处理,此时文件是正常打开的,为了释放资源,必须要调用 f 的 Close() 方法来关闭文件,否则会发生资源泄露。
  • 第 22 行,获取文件大小。
  • 第 25 行,关闭文件、释放资源。
  • 第 28 行,返回获取到的文件大小。

在上面的例子中加粗部分是对文件的关闭操作。下面使用 defer 对代码进行简化,代码如下:
func fileSize(filename string) int64 {

    f, err := os.Open(filename)

    if err != nil {
        return 0
    }

    // 延迟调用Close, 此时Close不会被调用
    defer f.Close()

    info, err := f.Stat()

    if err != nil {
        // defer机制触发, 调用Close关闭文件
        return 0
    }

    size := info.Size()

    // defer机制触发, 调用Close关闭文件
    return size
}
代码中加粗部分为对比前面代码而修改的部分,代码说明如下:
  • 第 10 行,在文件正常打开后,使用 defer,将 f.Close() 延迟调用。注意,不能将这一句代码放在第4行空行处,一旦文件打开错误,f将为空,在延迟语句触发时,将触发宕机错误。
  • 第 16 行和第 22 行,defer 后的语句(f.Close())将会在函数返回前被调用,自动释放资源。