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Go-关键字defer、panic、recover详解

2022-11-11 293
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简介： Go-关键字defer、panic、recover详解

本文进行了关键字defer和内建函数panic、recover的介绍和使用细节。

defer

Go 语言的 defer 会在当前函数返回前执行传入的函数，它会经常被用于关闭文件描述符、关闭数据库连接以及解锁资源。

在文章Go-函数详解（参数、返回值、init函数、匿名函数、defer）中进行了简单的使用，但是还不够深入，于是在知乎提了问题，今天做下总结。

调用时机

代码

//------调用时机：所在函数结束或返回前------
func callTime()  {
  {
    defer fmt.Println("defer in callTime()")
    fmt.Println("code block finish..")
  }
  fmt.Println("callTime() finish...")
}

结果

code block finish..

callTime() finish...

defer in callTime()

调用时机在函数/方法结束或返回前

多次调用时的执行顺序

代码

func moreDefer()  {
  for i:=1;i<5;i++{
    defer fmt.Println("defer",i)
  }
  fmt.Println("moreDefer() finish...")
}

结果

moreDefer() finish...

defer 4

defer 3

defer 2

defer 1

栈的顺序调用，先入后出。

传参问题

代码

func deferPara()  {
  i := 0
  defer fmt.Println("defer",i,"in deferPara()")
  i++
  fmt.Println("deferPara finish...,i is ", i)
}

或许你认为结果是这样的：

deferPara finish...,i is  1

defer 1 in deferPara()

因为defer在函数结束前运行嘛，但事实上结果是这样的：

deferPara finish...,i is  1
defer 0 in deferPara()

defer会在到达所在行时，就将变量复制一份传过去。想到的解决方案如下：

  • 引用类型就没有问题了
  • 如果参数是值类型，你的defer不修改参数，你可以传地址。
  • 如果参数是值类型，你也可以将defer放在函数/方法不修改参数后。
  • 如果参数是值类型，你可以使用匿名函数，函数体内再用参数。
func paraFix()  {
  i := 0
  defer fmt.Println("send addr:defer",&i,"in paraFix()")
  defer func() {fmt.Println("no name func: defer",i,"in paraFix()")}()
  i++
  defer fmt.Println("put defer later:defer",i,"in deferPara()")
}

源代码

结构体

src->runtime->runtime2.go

type _defer struct {
  siz     int32 // 包含参数和结果
  started bool  // 是否开始
  heap    bool  // 是否分配在堆上
  openDefer bool // 是否开放编码
  sp        uintptr  // 栈指针
  pc        uintptr  // 程序计数器
  fn        *funcval // 开放编码时可为nil
  _panic    *_panic  // 正在运行的defer的panic
  link      *_defer  // _defer指针
  fd   unsafe.Pointer // 预分配的函数数据
  varp uintptr        
  framepc uintptr
}

_defer是一个单链表（链栈），采用头插的方式，取的时候先取头的。

编译

src->cmd->compoile->internal->gc->ssa.go stmt方法的一个case

case ODEFER:
    if Debug_defer > 0 {
      var defertype string
      if s.hasOpenDefers {
        defertype = "open-coded"
      } else if n.Esc == EscNever {
        defertype = "stack-allocated"
      } else {
        defertype = "heap-allocated"
      }
      Warnl(n.Pos, "%s defer", defertype)
    }
    if s.hasOpenDefers {
      s.openDeferRecord(n.Left)
    } else {
      d := callDefer
      if n.Esc == EscNever {
        d = callDeferStack
      }
      s.callResult(n.Left, d)
    }

有些defer将在栈上分配，有些在堆上分配。首先是开放编码进行优化，其次是栈，最后是堆，分配到栈上可以节约内存分配带来的额外开销。

panic

执行defer

当panic异常发生时，程序会中断运行，并立即执行在该goroutine中被延迟的函数（defer机制）。随后，程序崩溃并输出日志信息。

func panicDefer()  {
  fmt.Println("code before panic")
  defer fmt.Println("defer in panicDefer")
  panic("something wrong in panic Defer")
  fmt.Println("code after panic")
}

结果

code before panic

defer in panicDefer

panic: something wrong in panic Defer


goroutine 1 [running]:

main.panicDefer()

       E:/Workspace/Go_workspace/learn_go/src/defer_panic_recover/main/main.go:42 +0x10a

main.main()

       E:/Workspace/Go_workspace/learn_go/src/defer_panic_recover/main/main.go:62 +0x27

exit status 2

利用defer就可以实现有panic时也能进行资源释放等。

跨协程问题

panic 只会触发当前 goroutine 的 defer

func panicGoroutine()  {
  defer println("defer in main")
  go func() {
    defer println("defer in goroutine")
    panic("something wrong...")
  }()
  time.Sleep(time.Second)
}

结果：

defer in goroutine

panic: something wrong...


goroutine 6 [running]:

main.panicGoroutine.func1()

       E:/Workspace/Go_workspace/learn_go/src/defer_panic_recover/main/main.go:50 +0x78

created by main.panicGoroutine

       E:/Workspace/Go_workspace/learn_go/src/defer_panic_recover/main/main.go:48 +0x78

exit status 2

协程外面的defer执行不了

源代码

结构体

src->runtime->runtime2.go

type _panic struct {
  argp      unsafe.Pointer // 指向defer栈的函数指针
  arg       interface{}    // panic参数
  link      *_panic        // 先前panic的指针
  pc        uintptr        // 运行时，此panic被绕过时返回到哪
  sp        unsafe.Pointer // 运行时，此panic被绕过时返回到哪
  recovered bool           // 是否此panic结束
  aborted   bool           // 这个panic被终止
  goexit    bool
}

崩溃

src->runtime->panic.go

可以查看gopanic、fatalpanic两个函数，代码过多，不黏贴了，有兴趣可以看看。下面是fatalpanic的部分代码：
  systemstack(func() {
    exit(2)
  })

这就能看出前面panic时为什么是“exit status 2”了

recover

使用

recover 可以中止 panic 造成的程序崩溃，只能在 defer 中发挥作用

代码

func recoverDefer()  {
  //defer println("defer in main") // 执行不到
  defer func() {
    if err := recover();err!=nil{
      println("defer in main")
      println(err)
    }
  }()
  go func() {
    defer println("defer in goroutine")
    panic("something wrong...")
  }()
  panic("something wrong in recoverDefer()")
  time.Sleep(time.Second)
}

结果

defer in main

(0xf4d940,0xf85bc8)

defer in goroutine

源代码

src->runtime->panic.go

func gorecover(argp uintptr) interface{} {
  gp := getg()
  p := gp._panic
  if p != nil && !p.goexit && !p.recovered && argp == uintptr(p.argp) {
    p.recovered = true
    return p.arg
  }
  return nil
}

可以看到，p!=nil的话才行，也就是说你在panic前使用recover，没在defer中，那么返回的是nil，也就是recover失效了。如果不是nil，在gopanic中会进行处理。

总结

defer

  • 调用时机：函数或方法在返回或结束前执行
  • 多次调用：先写的后调用，栈的顺序
  • 传参问题：值类型时，参数不改变后使用defer、defer的函数不修改则传地址、匿名函数函数体中使用

优点：

  • panic后执行defer，防止异常时忘记释放资源
  • 函数复杂分支返回，写一次即可，简洁，复用性好

panic

  • panic后执行本协程的defer
  • 跨协程问题使用recover解决

recover

  • 终止panic造成的崩溃
  • 在defer中使用时才有效

全部源代码

1.package main
import (
  "fmt"
  "time"
)
//------调用时机：所在函数结束或返回前------
func callTime()  {
  {
    defer fmt.Println("defer in callTime()")
    fmt.Println("code block finish..")
  }
  fmt.Println("callTime() finish...")
}
//-----多个defer的顺序------
func moreDefer()  {
  for i:=1;i<5;i++{
    defer fmt.Println("defer",i)
  }
  fmt.Println("moreDefer() finish...")
}
//-----defer传参问题-----
func deferPara()  {
  i := 0
  defer fmt.Println("defer",i,"in deferPara()")
  i++
  fmt.Println("deferPara finish...,i is ", i)
}
//-----defer传参修复方案--------
func paraFix()  {
  i := 0
  defer fmt.Println("send addr:defer",&i,"in paraFix()")
  defer func() {fmt.Println("no name func: defer",i,"in paraFix()")}()
  i++
  defer fmt.Println("put defer later:defer",i,"in deferPara()")
}
//----panic后执行defer-------
func panicDefer()  {
  fmt.Println("code before panic")
  defer fmt.Println("defer in panicDefer")
  panic("something wrong in panic Defer")
  fmt.Println("code after panic")
}
//----跨协程 defer panic问题-----
func panicGoroutine()  {
  defer println("defer in main")
  go func() {
    defer println("defer in goroutine")
    panic("something wrong...")
  }()
  time.Sleep(time.Second)
}
//----------defer中使用recover---------
func recoverDefer()  {
  //defer println("defer in main") // 执行不到
  defer func() {
    if err := recover();err!=nil{
      println("defer in main")
      println(err)
    }
  }()
  go func() {
    defer println("defer in goroutine")
    panic("something wrong...")
  }()
  panic("something wrong in recoverDefer()")
  time.Sleep(time.Second)
}
func main() {
  //callTime()
  //moreDefer()
  //deferPara()
  //paraFix()
  //panicDefer()
  //panicGoroutine()
  recoverDefer()
}

参考

知乎-在go语言中，为什么使用defer？

go-1.16.3源代码

更多Go相关内容：Go-Golang学习总结笔记

有问题请下方评论，转载请注明出处，并附有原文链接，谢谢！如有侵权，请及时联系

文章标签：
Go
数据库连接
关键词：
Go关键字
Go recover
Go panic recover
Go panic
Go Defer
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