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Go Defer

在 Go 语言中，defer 是一个非常有用的关键字，用于延迟执行某个函数或方法调用。它的主要作用是确保某些操作在函数返回之前被执行，无论函数是通过正常返回还是由于错误而提前返回。defer 常用于资源清理、文件关闭、解锁等场景。

什么是 defer？​

defer 关键字用于延迟执行一个函数调用，直到包含它的函数执行完毕。无论函数是正常返回还是由于 panic 而提前退出，defer 语句都会被执行。这使得 defer 成为处理资源清理和确保某些操作在函数结束时执行的理想工具。

基本语法​

defer functionCall()

在上面的代码中，functionCall() 会在包含它的函数返回之前执行。

defer 的工作原理​

当 Go 编译器遇到 defer 语句时，它会将 defer 后面的函数调用压入一个栈中。这个栈遵循“后进先出”（LIFO）的原则，也就是说，最后被压入栈的 defer 语句会最先执行。

示例代码​

package main

import "fmt"

func main() {
    defer fmt.Println("First defer")
    defer fmt.Println("Second defer")
    fmt.Println("Main function")
}

输出：

Main function
Second defer
First defer

在这个例子中，fmt.Println("First defer") 和 fmt.Println("Second defer") 都被延迟执行。由于 defer 语句遵循 LIFO 原则，因此 Second defer 会先于 First defer 执行。

defer 的实际应用​

1. 文件操作​

在处理文件时，我们通常需要在操作完成后关闭文件。使用 defer 可以确保文件在函数返回时被关闭，即使函数在执行过程中发生了错误。

package main

import (
    "fmt"
    "os"
)

func main() {
    file, err := os.Open("example.txt")
    if err != nil {
        fmt.Println("Error opening file:", err)
        return
    }
    defer file.Close()

    // 文件操作代码
    fmt.Println("File opened successfully")
}

在这个例子中，file.Close() 会在 main 函数返回之前执行，确保文件被正确关闭。

2. 资源清理​

defer 也常用于资源清理，例如释放锁或关闭数据库连接。

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var mu sync.Mutex

func criticalSection() {
    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()

    // 临界区代码
    fmt.Println("Critical section executed")
}

func main() {
    criticalSection()
}

在这个例子中，mu.Unlock() 会在 criticalSection 函数返回之前执行，确保锁被正确释放。

3. 错误处理​

defer 可以与 recover 结合使用，用于捕获和处理 panic。

package main

import "fmt"

func recoverFromPanic() {
    if r := recover(); r != nil {
        fmt.Println("Recovered from panic:", r)
    }
}

func mayPanic() {
    defer recoverFromPanic()
    panic("something went wrong")
}

func main() {
    mayPanic()
    fmt.Println("Program continues after panic")
}

输出：

Recovered from panic: something went wrong
Program continues after panic

在这个例子中，recoverFromPanic 函数会在 mayPanic 函数发生 panic 时被调用，从而捕获并处理 panic。

defer 的注意事项​

  1. 参数求值：defer 语句中的函数参数会在 defer 语句执行时立即求值，而不是在函数返回时求值。

    package main

    import "fmt"

    func main() {
        i := 0
        defer fmt.Println(i) // i 的值是 0
        i++
        fmt.Println(i) // i 的值是 1
    }

    输出：

    1
    0

    在这个例子中，fmt.Println(i) 的参数 i 在 defer 语句执行时被求值为 0，即使 i 在函数返回之前被修改为 1。

  2. 多个 defer 的执行顺序：多个 defer 语句会按照“后进先出”的顺序执行。

    package main

    import "fmt"

    func main() {
        defer fmt.Println("First")
        defer fmt.Println("Second")
        defer fmt.Println("Third")
    }

    输出：

    Third
    Second
    First

总结​

defer 是 Go 语言中一个非常强大的工具，用于确保某些操作在函数返回之前被执行。它常用于资源清理、文件关闭、解锁等场景。通过理解 defer 的工作原理和使用场景，你可以编写出更加健壮和可维护的 Go 代码。

附加资源与练习​

  • 练习 1：编写一个 Go 程序，使用 defer 来确保文件在读取后关闭。
  • 练习 2：修改上面的 criticalSection 函数，使其在发生 panic 时仍然能够正确释放锁。
  • 练习 3：尝试在一个函数中使用多个 defer 语句，并观察它们的执行顺序。

通过实践这些练习，你将更好地掌握 defer 的使用方法和应用场景。