C++实现Go中defer语句的延迟执行

Go中defer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。

典型的使用场景就是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。

C++实现延迟执行原理

1. 变量离开其生命周期就会被销毁。
2. 类的实例在被销毁前会调用其析构函数。
3. 将需要延迟执行的语句保存在类的实例中，在析构函数中调用延迟执行语句。

代码实现

#pragma once

template <typename F> class Defer;
template <typename F> Defer<F> make_defer(F f);

// Defer的辅助宏定义，避免函数内多次使用defer造成变量名相同，导致编译失败。
#define DEFER_NAMELINE_CAT(name, line) name##line
#define DEFER_NAMELINE(name, line) DEFER_NAMELINE_CAT(name, line)
#define defer(F)  auto DEFER_NAMELINE(DEFER_NAME_, __LINE__) = make_defer(F)

template <typename F> class Defer
{
public:
    Defer(Defer &&other) noexcept
        : m_func(std::move(other.m_func))
        , m_invoke(other.m_invoke)
    {
        other.dismiss();
    }

    Defer &operator=(Defer &&other)
    {
        m_func = std::move(other.m_func);
        other.dismiss();
    }

    ~Defer()
    {
        if (m_invoke) {
            m_func();
        }
    }

    void dismiss() noexcept
    {
        m_invoke = false;
    }

	// 删除拷贝构造和拷贝赋值，避免延迟语句在变量赋值后被多次调用。
    Defer(const Defer &) = delete;
    Defer &operator=(const Defer &) = delete;

private:
    explicit Defer(F f) noexcept
        : m_func(std::move(f))
    {
    }

    F m_func;
    bool m_invoke = true;

    friend Defer make_defer<F>(F);
};

// Defer的辅助函数，实际构造Defer类实例的地方
template <typename F> Defer<F> make_defer(F f)
{
    return Defer<F>(std::move(f));
}

使用方法

void complexCodeWithMultipleReturnPoints(int v)
 {
     // lambda表达式为需要延迟执行的语句。
     // 无论函数在哪个异常分支或正常流程退出，都会执行此lambda表达式。
    defer([]{ code_that_you_want_exec(); });
    
    if (v == -1) { return;}
    
    int v2 = code_that_might_throw_exceptions();
    if (v2 == -1) { return;}
    
    ...

    return;
 }