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Go语言中的defer特性详解

在Go语言中，defer关键字用于预定函数或方法的执行，这常用于处理成对的操作如打开关闭文件、加解锁、记录时间等。defer的独特之处在于，无论包含它的函数通过何种路径返回，它都确保调用被defer的函数。

示例分析

示例1：defer在函数正常返回前执行

// defer1.go
package main
import (
    "fmt"
)
func test1() {
    fmt.Println("test")
}
func main() {
    fmt.Println("main start")
    defer test1()
    fmt.Println("main end")
}

执行结果：

main start
main end
test

这里defer test1()确保了test1()在main函数的最末尾执行。

示例2：defer在函数因panic结束前执行

// defer2.go
package main
import (
    "fmt"
)
func test1() {
    fmt.Println("test")
}
func test2() {
    panic(1)
}
func main() {
    fmt.Println("main start")
    defer test1()
    test2()
    fmt.Println("main end")
}

执行结果：

main start
test
panic: 1
...

尽管test2()触发了panic，defer test1()依然得到了执行。

探究：defer是否总会执行？

现在考虑以下代码：

// defer3.go
package main
import (
    "fmt"
    "os"
)
func test1() {
    fmt.Println("test")
}
func main() {
    fmt.Println("main start")
    defer test1()
    fmt.Println("main end")
    os.Exit(0)
}

执行结果是：

main start
main end

defer的test1()并未执行。为何会这样？

这是因为os.Exit直接退出当前程序，不会执行任何已经defer的函数。

defer的四个基本原则回顾

1. defer后必须是函数或方法调用，不能添加括号。
2. defer的函数参数在执行defer表达式时固定。
3. defer的执行顺序是后进先出（LIFO）。
4. defer可以修改所属函数的命名返回值。

Go语言的defer实现原理

type _defer struct {
    siz       int32    // 参数和返回值的内存大小
    started   bool
    heap      bool     // 是否分配在堆上
    openDefer bool     // 是否进行了优化
    sp        uintptr  // 栈指针
    pc        uintptr  // 程序计数器
    fn        *funcval // 被defer的函数
    _panic    *_panic  // defer的panic信息
    link      *_defer  // defer链表
}

Go语言内部通过一个链表维护defer调用，这也解释了为何它们会按LIFO顺序执行。

总结

在Go中使用defer需要记住：并非所有情况下defer都会执行。例如，os.Exit会导致程序立即退出，此时defer不会被调用。了解defer的原理和限制能帮助我们更合理地编写Go代码。