一次讲清 go 闭包及问题_go闭包问题-优快云博客

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什么是闭包

在计算机科学中，闭包（英语：Closure），又称词法闭包（Lexical Closure）或函数闭包（function closures），是在支持头等函数的编程语言中实现词法绑定的一种技术。闭包在实现上是一个结构体，它存储了一个函数（通常是其入口地址）和一个关联的环境（相当于一个符号查找表）。环境里是若干对符号和值的对应关系，它既要包括约束变量（该函数内部绑定的符号），也要包括自由变量（在函数外部定义但在函数内被引用），有些函数也可能没有自由变量。闭包跟函数最大的不同在于，当捕捉闭包的时候，它的自由变量会在捕捉时被确定，这样即便脱离了捕捉时的上下文，它也能照常运行。捕捉时对于值的处理可以是值拷贝，也可以是名称引用，这通常由语言设计者决定，也可能由用户自行指定（如C++）。

引用自维基百科

这段描述里面有几个关键点：

闭包是一个结构体，里面存储了一个函数和一个关联的环境
环境里包括函数内部的局部变量，也包括函数外部定义但在函数内部引用的自由变量
对于值的处理可以是值拷贝，也可以是引用

闭包问题

延迟绑定
内存逃逸

什么是延迟绑定？

先给出三个例子，后面会解释输出这些结果的原因，请耐心看完

例子一：

func foo(x int) []func() {
    var fs []func()
    values := []int{1, 2, 3, 5}
    for _, val := range values {
        fs = append(fs, func() {
            fmt.Printf("foo7 val = %d\n", x+val)
        })
    }
    return fs
}
// Q4实验：

for _, f7 := range foo(11) {
    f7()
}

输出：

foo7 val = 16
foo7 val = 16
foo7 val = 16
foo7 val = 16

结果输出的都是16，我们期望输出的是12,13,14,16 。这个坑我们在工作中也会经常碰到

例子二：

for i := 0; i < 10; i++ {
		go func() {
			fmt.Println(i)
		}()
	}

	time.Sleep(1 * time.Second)

我电脑上的输出结果：5 10 10 10 10 10 10 10 10 10，实际上每次执行输出结果都不一样

例子三：

for i := 0; i < 10; i++ {
		go func() {
			fmt.Println(i)
		}()
	}

	time.Sleep(1 * time.Second)

输出结果：1 2 3 4 5 6 7 8 9，为什么延时一秒输出就正常了

为什么以上例子会出现这些结果

延时绑定
1. 闭包定义的时候并不是真正的在执行，只有当我们调用的时候才真正的执行，如例子一。每次执行的时候他都会去找到他引用环境的最新值
Go 语言遍历数组和切片时会复用变量

结合这两点就可以很好的解释以上三个例子的现象了，可能这样说还不是很明白，接下来详细介绍一下第二点

Go 语言遍历数组和切片时会复用变量

当我们执行下面这断代码时

for i := 0; i < 10; i++ {
		go func() {
			fmt.Println(i)
		}()
	}

go 语言底层的实现实际上是

ha := a
hv1 := 0
hn := len(ha)
v1 := hv1
v2 := nil
for ; hv1 < hn; hv1++ {
    tmp := ha[hv1]
    v1, v2 = hv1, tmp
    ...
}

看出来了吗，go 底层每次都会把值赋给 temp，然后把 temp 赋值给 v2，实际上我们访问的是 v2 变量。

揭秘

例子一：

定义闭包 - 这个时候闭包只是定义，并没有使用外部的值
执行，执行的时候闭包回去寻找最新的环境引用值，有以上go for 循环底层实现分析可知，我们实际上使用的是值 v2，v2每次都会重新覆盖。所以当闭包引用环境最新的值时，实际访问的都是v2，所以最终访问到的 val 都是5

例子二：

定义闭包
异步执行闭包
1. 异步执行的过程寻找最新的 v2，由于是并发执行的，所以多个协程很可能访问到同一个 v2

例子三：

执行过程和例子二一致，但是为什么加一秒延时就正常了，延时主要是导致协程不在并发执行了，所以每个协程获取到的都是当前引用环境的 v2

如何解决延时绑定带来的问题

值覆盖

for i := 0; i < 10; i++ {
		i := i
		go func() {
			fmt.Println(i)
		}()
	}

这样每个协程访问的就不是变量 v2了，而是每次寻找自己引用环境里面的 i 值，所以都能正确输出，在很多开源项目都能见到这种写法，比如 kratos

值传递

for i := 0; i < 10; i++ {
		go func(i int) {
			fmt.Println(i)
		}(i)
	}

	time.Sleep(1 * time.Second)

把当前值直接传递到闭包里面，自然输出的就是当前引用环境自身的值

这次主要是分析延时绑定的问题，关于闭包的内存逃逸大家可以看一下极客兔兔的文章，参看下面的链接。

Reference

Github：wang1309