Golang中defer、return、返回值之间执行顺序的坑

本文详细探讨了Go语言中defer、return和返回值的执行顺序,通过实例代码展示了它们之间的关系。结论指出,多个defer遵循后进先出原则执行,return在给返回值赋值后,defer按顺序执行,最后RET指令携带返回值退出函数。对于有名返回值,defer可以直接访问并修改,而对于匿名返回值,defer无法直接访问。此外,defer在声明时计算参数值,但仅推迟执行函数体。文章还补充了defer在panic和os.Exit时的行为。

前言

https://blog.youkuaiyun.com/Edu_enth/article/details/112539685?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-baidujs_title-3&spm=1001.2101.3001.4242

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

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

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
}
 

结论

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明,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明,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:

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!

补充

------------------------------------补充--------------------------------------

D.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。

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() {
	defer P(time.Now())
	time.Sleep(5e9)
	fmt.Println("1", time.Now())
}
func P(t time.Time) {
	fmt.Println("2", t)
	fmt.Println("3", time.Now())
}

// 输出结果:
// 1 2017-08-01 14:59:47.547597041 +0800 CST
// 2 2017-08-01 14:59:42.545136374 +0800 CST
// 3 2017-08-01 14:59:47.548833586 +0800 CST
 

E. defer的作用域

  1. defer只对当前协程有效(main可以看作是主协程);

  2. 当panic发生时依然会执行当前(主)协程中已声明的defer,但如果所有defer都未调用recover()进行异常恢复,则会在执行完所有defer后引发整个进程崩溃;

  3. 主动调用os.Exit(int)退出进程时,已声明的defer将不再被执行。

在 Go 语言中,`defer` 是一种用于延迟执行函数调用的机制,通常用于资源释放、文件关闭、锁的释放等操作,以确保在函数执行结束时这些操作一定会被执行。其机制和使用方法如下: ### `defer` 的执行机制 - `defer` 调用的函数会在当前函数返回之前执行,具体是在函数内的所有 `return` 语句执行之后、函数实际返回之前执行。 - 多个 `defer` 函数的执行顺序是 **后进先出(LIFO)**,即最后声明的 `defer` 函数最先执行。 - `defer` 中的函数参数是在声明 `defer` 时就进行求值,而不是在真正执行时求值。这意味着即使变量在后续发生变化,`defer` 中使用的仍然是声明时的值[^3]。 ### `defer` 的使用方法 1. **基本使用** ```go func example() { file, _ := os.Open("test.txt") defer file.Close() // 确保在函数返回前关闭文件 // 读取文件内容 } ``` 2. **在结构体方法中使用** ```go type Student struct { Name string } func (s Student) GetName() { fmt.Println("Student name:", s.Name) } func example() { student := Student{Name: "Alice"} defer student.GetName() // 延迟调用结构体方法 // 执行其他操作 } ``` 3. **在循环中使用** - 如果在循环中使用 `defer`,需要注意变量的值在 `defer` 声明时就已经确定。为避免所有 `defer` 使用相同的变量值,可以通过将变量作为参数传递给一个新函数来捕获当前值。 ```go func example() { for i := 0; i < 3; i++ { defer func(n int) { fmt.Println("defer i:", n) }(i) } } // 输出结果为: // defer i: 2 // defer i: 1 // defer i: 0 ``` 4. **与闭包结合使用** - 如果 `defer` 使用闭包,并且闭包中引用了循环变量或其他可变变量,需要注意变量的最终值可能被所有 `defer` 共享。 ```go func example() { for i := 0; i < 3; i++ { defer func() { fmt.Println("defer i:", i) }() } } // 输出结果为: // defer i: 3 // defer i: 3 // defer i: 3 ``` ### 注意事项 - **性能问题**:在循环中频繁使用 `defer` 可能会导致性能下降,因为每次 `defer` 都需要将函数压入栈中,直到函数返回时才执行。 - **避免副作用**:由于 `defer` 的执行顺序和参数求值时机,应避免在 `defer` 中修改函数返回值执行有副作用的操作。 - **嵌套函数中的 `defer`**:在嵌套函数中使用 `defer` 时,`defer` 只会在当前函数返回时执行,而不是在外部函数返回时执行。 ### 示例代码 ```go func DeferExample() { fmt.Println("Start") defer fmt.Println("First defer") defer fmt.Println("Second defer") fmt.Println("End") } // 输出结果为: // Start // End // Second defer // First defer ``` ###
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