延宕执行,妙用无穷,Go lang1.18入门精炼教程,由白丁入鸿儒,Golang中defer关键字延迟调用机制使用EP17

先行定义，延后执行。不得不佩服Go lang设计者天才的设计，事实上，defer关键字就相当于Python中的try{ ...}except{ ...}finally{...}结构设计中的finally语法块，函数结束时强制执行的代码逻辑，但是defer在语法结构上更加优雅，在函数退出前统一执行，可以随时增加defer语句，多用于系统资源的释放以及相关善后工作。当然了，这种流程结构是必须的，形式上可以不同，但底层原理是类似的，Golang 选择了更简约的defer，避免多级嵌套的try except finally 结构。

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使用场景

操作系统资源在业务上避免不了的，比方说单例对象的使用权、文件读写、数据库读写、锁的获取和释放等等，这些资源需要在使用完之后释放掉或者销毁，如果忘记释放、资源会常驻内存，长此以往就会造成内存泄漏的问题。但是人非圣贤，孰能无过？因此研发者在撰写业务的时候有几率忘记关闭这些资源。

Golang中defer关键字的优势在于，在打开资源语句的下一行，就可以直接用defer语句来注册函数结束后执行关闭资源的操作。说白了就是给程序逻辑“上闹钟”，定义好逻辑结束时需要关闭什么资源，如此，就降低了忘记关闭资源的概率：

package main  
  
import (  
	"fmt"  
	"github.com/jinzhu/gorm"  
	_ "github.com/jinzhu/gorm/dialects/mysql"  
)  
  
func main() {  
	db, err := gorm.Open("mysql", "root:root@(localhost)/mytest?charset=utf8mb4&parseTime=True&loc=Local")  
  
	if err != nil {  
                fmt.Println(err)  
       		fmt.Println("连接数据库出错")  
		return  
	}  
  
	defer db.Close()  
        fmt.Println("链接Mysql成功")  
  
}

这里通过gorm获取数据库指针变量后，在业务开始之前就使用defer定义好数据库链接的关闭，在main函数执行完毕之前，执行db.Close()方法，所以打印语句是在defer之前执行的。

所以需要注意的是，defer最好在业务前面定义，如果在业务后面定义：

fmt.Println("链接Mysql成功")  
defer db.Close()

这样写就是画蛇添足了，因为本来就是结束前执行，这里再加个defer关键字的意义就不大了，反而会在编译的时候增加程序的判断逻辑，得不偿失。

defer执行顺序问题

Golang并不会限制defer关键字的数量，一个函数中允许多个“延迟任务”：

package main  
  
import "fmt"  
  
func main() {  
	defer func1()  
	defer func2()  
	defer func3()  
}  
  
func func1() {  
	fmt.Println("任务1")  
}  
  
func func2() {  
	fmt.Println("任务2")  
}  
  
func func3() {  
	fmt.Println("任务3")  
}

程序返回：

任务3  
任务2  
任务1

我们可以看到，多个defer的执行顺序其实是“反”着的，先定义的后执行，后定义的先执行，为什么？因为defer的执行逻辑其实是一种“压栈”行为：

package main  
  
import (  
	"fmt"  
	"sync"  
)  
  
// Item the type of the stack  
type Item interface{}  
  
// ItemStack the stack of Items  
type ItemStack struct {  
	items []Item  
	lock  sync.RWMutex  
}  
  
// New creates a new ItemStack  
func NewStack() *ItemStack {  
	s := &ItemStack{}  
	s.items = []Item{}  
	return s  
}  
  
// Pirnt prints all the elements  
func (s *ItemStack) Print() {  
	fmt.Println(s.items)  
}  
  
// Push adds an Item to the top of the stack  
func (s *ItemStack) Push(t Item) {  
	s.lock.Lock()  
	s.lock.Unlock()  
	s.items = append(s.items, t)  
}  
  
// Pop removes an Item from the top of the stack  
func (s *ItemStack) Pop() Item {  
	s.lock.Lock()  
	defer s.lock.Unlock()  
	if len(s.items) == 0 {  
		return nil  
	}  
	item := s.items[len(s.items)-1]  
	s.items = s.items[0 : len(s.items)-1]  
	return item  
}

这里我们使用切片和结构体实现了栈的数据结构，当元素入栈的时候，会进入栈底，后进的会把先进的压住，出栈则是后进的先出：

func main() {  
  
	var stack *ItemStack  
	stack = NewStack()  
	stack.Push("任务1")  
	stack.Push("任务2")  
	stack.Push("任务3")  
	fmt.Println(stack.Pop())  
	fmt.Println(stack.Pop())  
	fmt.Println(stack.Pop())  
  
}

程序返回：

任务3  
任务2  
任务1

所以，在defer执行顺序中，业务上需要先执行的一定要后定义，而业务上后执行的一定要先定义。

除此以外，就是与其他执行关键字的执行顺序问题，比方说return关键字：

package main  
  
import "fmt"  
  
func main() {  
	test()  
}  
  
func test() string {  
	defer fmt.Println("延时任务执行")  
	return testRet()  
}  
  
func testRet() string {  
	fmt.Println("返回值函数执行")  
	return ""  
}

程序返回：

返回值函数执行  
延时任务执行

一般情况下，我们会认为return就是结束逻辑，所以return逻辑应该会最后执行，但实际上defer会在retrun后面执行，所以defer中的逻辑如果依赖return中的执行结果，那么就绝对不能使用defer关键字。

业务与特性结合

我们知道，有些内置关键字不仅仅具备表层含义，如果了解其特性，是可以参与业务逻辑的，比如说Python中的try{ ...}except{ ...}finally{...}结构，表面上是捕获异常，输出异常，其实可以利用其特性搭配唯一索引，就可以直接完成排重业务，从而减少一次磁盘的IO操作。

defer也如此，假设我们要在同一个函数中打开不同的文件进行操作：

package main  
  
import (  
	"os"  
)  
  
func mergeFile() error {  
  
	f1, _ := os.Open("file1.txt")  
	if f1 != nil {  
  
		//操作文件  
		f1.Close()  
	}  
  
	f2, _ := os.Open("file2.txt")  
	if f2 != nil {  
  
		//操作文件  
		f2.Close()  
	}  
  
	return nil  
}  
  
func main(){  
mergeFile()  
}

所以理论上，需要两个文件句柄对象，分别打开不同的文件，然后同步执行。

但让defer关键字参与进来：

package main  
  
import (  
	"fmt"  
	"io"  
	"os"  
)  
  
func mergeFile() error {  
  
	f, _ := os.Open("file1.txt")  
	if f != nil {  
		defer func(f io.Closer) {  
			if err := f.Close(); err != nil {  
				fmt.Printf("文件1关闭 err %v\n", err)  
			}  
		}(f)  
	}  
  
	f, _ = os.Open("file2.txt")  
	if f != nil {  
		defer func(f io.Closer) {  
			if err := f.Close(); err != nil {  
				fmt.Printf("文件2关闭 err err %v\n", err)  
			}  
		}(f)  
	}  
  
	return nil  
}  
  
func main() {  
  
	mergeFile()  
}

这里就用到了defer的特性，defer函数定义的时候，句柄参数就已经复制进去了，随后，真正执行close()函数的时候就刚好关闭的是对应的文件了，如此，同一个句柄对不同文件进行了复用，我们就节省了一次内存空间的分配。

defer一定会执行吗

我们知道Python中的try{ ...}except{ ...}finally{...}结构，finally仅仅是理论上会执行，一旦遇到特殊情况：

from peewee import MySQLDatabase  
  
class Db:  
  
    def __init__(self):  
  
        self.db = MySQLDatabase('mytest', user='root', password='root',host='localhost', port=3306)  
  
    def __enter__(self):  
        print("connect")  
        self.db.connect()  
        exit(-1)  
  
    def __exit__(self,*args):  
        print("close")  
        self.db.close()  
  
with Db() as db:  
    print("db is opening")

程序返回：

connect

并未执行print("db is opening")逻辑，是因为在__enter__方法中就已经结束了（exit(-1)）

而defer同理：

package main  
  
import (  
	"fmt"  
	"os"  
)  
  
func main() {  
	defer func() {  
		fmt.Printf("延后执行")  
	}()  
	os.Exit(1)  
}

这里和Python一样，同样调用os包中的Exit函数，程序返回：

exit status 1

延迟方法并未执行，所以defer并非一定会执行。

结语

defer关键字是极其天才的设计，业务简单的情况下不会有什么问题。但也需要深入理解defer的特性以及和其他内置关键字的关系，才能发挥它最大的威力，著名语言C#最新版本支持了 using无括号的形式，默认当前块结束时释放资源，这也算是对defer关键字的一种致敬罢。