飞道的博客

Go基础:延迟调用defer、异常处理

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Golang延迟调用:

defer特性:

    1. 关键字 defer 用于注册延迟调用。
    2. 这些调用直到 return 前才被执。因此,可以用来做资源清理。
    3. 多个defer语句,按先进后出的方式执行。
    4. defer语句中的变量,在defer声明时就决定了。

defer用途:

    1. 关闭文件句柄
    2. 锁资源释放
    3. 数据库连接释放

go语言 defer

go 语言的defer功能强大,对于资源管理非常方便,但是如果没用好,也会有陷阱。

defer 是先进后出

这个很自然,后面的语句会依赖前面的资源,因此如果先前面的资源先释放了,后面的语句就没法执行了。


  
  1. package main
  2. import "fmt"
  3. func main() {
  4. var whatever [ 5] struct{}
  5. for i := range whatever {
  6. defer fmt.Println(i)
  7. }
  8. }

输出结果:


  
  1. 4
  2. 3
  3. 2
  4. 1
  5. 0

defer 碰上闭包


  
  1. package main
  2. import "fmt"
  3. func main() {
  4. var whatever [ 5] struct{}
  5. for i := range whatever {
  6. defer func() { fmt.Println(i) }()
  7. }
  8. }

输出结果:


  
  1. 4
  2. 4
  3. 4
  4. 4
  5. 4

其实go说的很清楚,我们一起来看看go spec如何说的

我们先看一下官方对defer的解释:

Each time a “defer” statement executes, the function value and parameters to the call are evaluated as usual and saved a new but the actual function is not invoked.

Instead, deferred functions are invoked immediately before the surrounding function returns, in the reverse order they were deferred. If a deferred function value evaluates to nil, execution panics when the function is invoked, not when the “defer” statement is executed.

翻译一下:

每次defer语句执行的时候,会把函数“压栈”函数参数会被拷贝下来;当外层函数(非代码块,如一个for循环)退出时,defer函数按照定义的逆序执行;如果defer执行的函数为nil, 那么会在最终调用函数的产生panic.

defer语句并不会马上执行,而是会进入一个栈,函数return前,会按先后出的顺序执行。也说是说最先被定义的defer语句最后执行。先进后出的原因是后面定义的函数可能会依赖前面的资源,自然要先执行;否则,如果前面先执行,那后面函数的依赖就没有了。

在defer函数定义时,对外部变量的引用是有两种方式的,分别是作为函数参数和作为闭包引用。

  • 作为函数参数,则在defer定义时就把值传递给defer,并被cache起来;
  • 作为闭包引用的话,则会在defer函数真正调用时根据整个上下文确定当前的值。

defer后面的语句在执行的时候,函数调用的参数会被保存起来,也就是复制了一份。真正执行的时候,实际上用到的是这个复制的变量,因此如果此变量是一个“值”,那么就和定义的时候是一致的。如果此变量是一个“引用”,那么就可能和定义的时候不一致。

也就是说函数正常执行,由于闭包用到的变量 i 在执行的时候已经变成4,所以输出全都是4.

defer f.Close

这个大家用的都很频繁,但是go语言编程举了一个可能一不小心会犯错的例子.


  
  1. package main
  2. import "fmt"
  3. type Test struct {
  4. name string
  5. }
  6. func (t *Test) Close() {
  7. fmt.Println(t.name, " closed")
  8. }
  9. func main() {
  10. ts := []Test{{ "a"}, { "b"}, { "c"}}
  11. for _, t := range ts {
  12. defer t.Close()
  13. }
  14. }

输出结果:


  
  1. c closed
  2. c closed
  3. c closed

这个输出并不会像我们预计的输出c b a,而是输出c c c

可是按照前面的go spec中的说明,应该输出c b a才对啊.

那我们换一种方式来调用一下.


  
  1. package main
  2. import "fmt"
  3. type Test struct {
  4. name string
  5. }
  6. func (t *Test) Close() {
  7. fmt.Println(t.name, " closed")
  8. }
  9. func Close(t Test) {
  10. t.Close()
  11. }
  12. func main() {
  13. ts := []Test{{ "a"}, { "b"}, { "c"}}
  14. for _, t := range ts {
  15. defer Close(t)
  16. }
  17. }

输出结果:


  
  1. c closed
  2. b closed
  3. a closed

这个时候输出的就是c b a

当然,如果你不想多写一个函数,也很简单,可以像下面这样,同样会输出c b a

看似多此一举的声明


  
  1. package main
  2. import "fmt"
  3. type Test struct {
  4. name string
  5. }
  6. func (t *Test) Close() {
  7. fmt.Println(t.name, " closed")
  8. }
  9. func main() {
  10. ts := []Test{{ "a"}, { "b"}, { "c"}}
  11. for _, t := range ts {
  12. t2 := t
  13. defer t2.Close()
  14. }
  15. }

输出结果:


  
  1. c closed
  2. b closed
  3. a closed

通过以上例子,结合

Each time a "defer" statement executes, the function value and parameters to the call are evaluated as usual and saved anew but the actual function is not invoked.

这句话。可以得出下面的结论:

defer后面的语句在执行的时候,函数调用的参数会被保存起来,但是不执行。也就是复制了一份。但是并没有说struct这里的this指针如何处理,通过这个例子可以看出go语言并没有把这个明确写出来的this指针当作参数来看待。

多个 defer 注册,按 FILO 次序执行 ( 先进后出 )。哪怕函数或某个延迟调用发生错误,这些调用依旧会被执行。


  
  1. package main
  2. func test(x int) {
  3. defer println( "a")
  4. defer println( "b")
  5. defer func() {
  6. println( 100 / x) // div0 异常未被捕获,逐步往外传递,最终终止进程。
  7. }()
  8. defer println( "c")
  9. }
  10. func main() {
  11. test( 0)
  12. }

输出结果:


  
  1. c
  2. b
  3. a
  4. panic: runtime error: integer divide by zero

*延迟调用参数在注册时求值或复制,可用指针或闭包 "延迟" 读取。


  
  1. package main
  2. func test() {
  3. x, y := 10, 20
  4. defer func(i int) {
  5. println( "defer:", i, y) // y 闭包引用
  6. }(x) // x 被复制
  7. x += 10
  8. y += 100
  9. println( "x =", x, "y =", y)
  10. }
  11. func main() {
  12. test()
  13. }

输出结果:


  
  1. x = 20 y = 120
  2. defer: 10 120

*滥用 defer 可能会导致性能问题,尤其是在一个 "大循环" 里。


  
  1. package main
  2. import (
  3. "fmt"
  4. "sync"
  5. "time"
  6. )
  7. var lock sync.Mutex
  8. func test() {
  9. lock.Lock()
  10. lock.Unlock()
  11. }
  12. func testdefer() {
  13. lock.Lock()
  14. defer lock.Unlock()
  15. }
  16. func main() {
  17. func() {
  18. t1 := time.Now()
  19. for i := 0; i < 10000; i++ {
  20. test()
  21. }
  22. elapsed := time.Since(t1)
  23. fmt.Println( "test elapsed: ", elapsed)
  24. }()
  25. func() {
  26. t1 := time.Now()
  27. for i := 0; i < 10000; i++ {
  28. testdefer()
  29. }
  30. elapsed := time.Since(t1)
  31. fmt.Println( "testdefer elapsed: ", elapsed)
  32. }()
  33. }

输出结果:


  
  1. test elapsed: 223 .162µ s
  2. testdefer elapsed: 781 .304µ s

defer陷阱

defer 与 closure


  
  1. package main
  2. import (
  3. "errors"
  4. "fmt"
  5. )
  6. func foo(a, b int) (i int, err error) {
  7. defer fmt.Printf( "first defer err %v\n", err)
  8. defer func(err error) { fmt.Printf( "second defer err %v\n", err) }(err)
  9. defer func() { fmt.Printf( "third defer err %v\n", err) }()
  10. if b == 0 {
  11. err = errors.New( "divided by zero!")
  12. return
  13. }
  14. i = a / b
  15. return
  16. }
  17. func main() {
  18. foo( 2, 0)
  19. }

输出结果:


  
  1. third defer err divided by zero!
  2. second defer err < nil>
  3. first defer err < nil>

解释:如果 defer 后面跟的不是一个 closure 最后执行的时候我们得到的并不是最新的值

defer 与 return


  
  1. package main
  2. import "fmt"
  3. func foo() (i int) {
  4. i = 0
  5. defer func() {
  6. fmt.Println(i)
  7. }()
  8. return 2
  9. }
  10. func main() {
  11. foo()
  12. }

输出结果:

    2

解释:在有具名返回值的函数中(这里具名返回值为 i),执行 return 2 的时候实际上已经将 i 的值重新赋值为 2。所以defer closure 输出结果为 2 而不是 1。

defer nil 函数


  
  1. package main
  2. import (
  3. "fmt"
  4. )
  5. func test() {
  6. var run func() = nil
  7. defer run ()
  8. fmt. Println ("runs")
  9. }
  10. func main () {
  11. defer func() {
  12. if err := recover(); err != nil {
  13. fmt.Println(err)
  14. }
  15. }()
  16. test()
  17. }

输出结果:


  
  1. runs
  2. runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference

解释:名为 test 的函数一直运行至结束,然后 defer 函数会被执行且会因为值为 nil 而产生 panic 异常。然而值得注意的是,run() 的声明是没有问题,因为在test函数运行完成后它才会被调用。

在错误的位置使用 defer

当 http.Get 失败时会抛出异常。


  
  1. package main
  2. import "net/http"
  3. func do() error {
  4. res, err := http.Get( "http://www.google.com")
  5. defer res.Body.Close()
  6. if err != nil {
  7. return err
  8. }
  9. // ..code...
  10. return nil
  11. }
  12. func main() {
  13. do()
  14. }

输出结果:

    panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference

因为在这里我们并没有检查我们的请求是否成功执行,当它失败的时候,我们访问了 Body 中的空变量 res ,因此会抛出异常

解决方案

总是在一次成功的资源分配下面使用 defer ,对于这种情况来说意味着:当且仅当 http.Get 成功执行时才使用 defer


  
  1. package main
  2. import "net/http"
  3. func do() error {
  4. res, err := http.Get( "http://xxxxxxxxxx")
  5. if res != nil {
  6. defer res.Body.Close()
  7. }
  8. if err != nil {
  9. return err
  10. }
  11. // ..code...
  12. return nil
  13. }
  14. func main() {
  15. do()
  16. }

在上述的代码中,当有错误的时候,err 会被返回,否则当整个函数返回的时候,会关闭 res.Body 。

解释:在这里,你同样需要检查 res 的值是否为 nil ,这是 http.Get 中的一个警告。通常情况下,出错的时候,返回的内容应为空并且错误会被返回,可当你获得的是一个重定向 error 时, res 的值并不会为 nil ,但其又会将错误返回。上面的代码保证了无论如何 Body 都会被关闭,如果你没有打算使用其中的数据,那么你还需要丢弃已经接收的数据。

不检查错误

在这里,f.Close() 可能会返回一个错误,可这个错误会被我们忽略掉


  
  1. package main
  2. import "os"
  3. func do() error {
  4. f, err := os.Open( "book.txt")
  5. if err != nil {
  6. return err
  7. }
  8. if f != nil {
  9. defer f.Close()
  10. }
  11. // ..code...
  12. return nil
  13. }
  14. func main() {
  15. do()
  16. }

改进一下


  
  1. package main
  2. import "os"
  3. func do() error {
  4. f, err := os.Open( "book.txt")
  5. if err != nil {
  6. return err
  7. }
  8. if f != nil {
  9. defer func() {
  10. if err := f.Close(); err != nil {
  11. // log etc
  12. }
  13. }()
  14. }
  15. // ..code...
  16. return nil
  17. }
  18. func main() {
  19. do()
  20. }

再改进一下

通过命名的返回变量来返回 defer 内的错误。


  
  1. package main
  2. import "os"
  3. func do() (err error) {
  4. f, err := os.Open( "book.txt")
  5. if err != nil {
  6. return err
  7. }
  8. if f != nil {
  9. defer func() {
  10. if ferr := f.Close(); ferr != nil {
  11. err = ferr
  12. }
  13. }()
  14. }
  15. // ..code...
  16. return nil
  17. }
  18. func main() {
  19. do()
  20. }

释放相同的资源

如果你尝试使用相同的变量释放不同的资源,那么这个操作可能无法正常执行。


  
  1. package main
  2. import (
  3. "fmt"
  4. "os"
  5. )
  6. func do() error {
  7. f, err := os.Open( "book.txt")
  8. if err != nil {
  9. return err
  10. }
  11. if f != nil {
  12. defer func() {
  13. if err := f.Close(); err != nil {
  14. fmt.Printf( "defer close book.txt err %v\n", err)
  15. }
  16. }()
  17. }
  18. // ..code...
  19. f, err = os.Open( "another-book.txt")
  20. if err != nil {
  21. return err
  22. }
  23. if f != nil {
  24. defer func() {
  25. if err := f.Close(); err != nil {
  26. fmt.Printf( "defer close another-book.txt err %v\n", err)
  27. }
  28. }()
  29. }
  30. return nil
  31. }
  32. func main() {
  33. do()
  34. }

输出结果: defer close book.txt err close ./another-book.txt: file already closed

当延迟函数执行时,只有最后一个变量会被用到,因此,f 变量 会成为最后那个资源 (another-book.txt)。而且两个 defer 都会将这个资源作为最后的资源来关闭

解决方案:


  
  1. package main
  2. import (
  3. "fmt"
  4. "io"
  5. "os"
  6. )
  7. func do() error {
  8. f, err := os.Open( "book.txt")
  9. if err != nil {
  10. return err
  11. }
  12. if f != nil {
  13. defer func(f io.Closer) {
  14. if err := f.Close(); err != nil {
  15. fmt.Printf( "defer close book.txt err %v\n", err)
  16. }
  17. }(f)
  18. }
  19. // ..code...
  20. f, err = os.Open( "another-book.txt")
  21. if err != nil {
  22. return err
  23. }
  24. if f != nil {
  25. defer func(f io.Closer) {
  26. if err := f.Close(); err != nil {
  27. fmt.Printf( "defer close another-book.txt err %v\n", err)
  28. }
  29. }(f)
  30. }
  31. return nil
  32. }
  33. func main() {
  34. do()
  35. }

异常处理

Golang 没有结构化异常,使用 panic 抛出错误,recover 捕获错误。

异常的使用场景简单描述:Go中可以抛出一个panic的异常,然后在defer中通过recover捕获这个异常,然后正常处理。

panic:

  1. 内置函数
  2. 假如函数F中书写了panic语句,会终止其后要执行的代码,在panic所在函数F内如果存在要执行的defer函数列表,按照defer的逆序执行
  3. 返回函数F的调用者G,在G中,调用函数F语句之后的代码不会执行,假如函数G中存在要执行的defer函数列表,按照defer的逆序执行
  4. 直到goroutine整个退出,并报告错误
     

recover:

    1、内置函数
    2、用来控制一个goroutine的panicking行为,捕获panic,从而影响应用的行为
    3、一般的调用建议
        a). 在defer函数中,通过recever来终止一个goroutine的panicking过程,从而恢复正常代码的执行
        b). 可以获取通过panic传递的error

注意:

  1. 利用recover处理panic指令,defer 必须放在 panic 之前定义,另外 recover 只有在 defer 调用的函数中才有效。否则当panic时,recover无法捕获到panic,无法防止panic扩散。
  2. recover 处理异常后,逻辑并不会恢复到 panic 那个点去,函数跑到 defer 之后的那个点。
  3. 多个 defer 会形成 defer 栈,后定义的 defer 语句会被最先调用。
     

  
  1. package main
  2. func main() {
  3. test()
  4. }
  5. func test() {
  6. defer func() {
  7. if err := recover(); err != nil {
  8. println(err.( string)) // 将 interface{} 转型为具体类型。
  9. }
  10. }()
  11. panic( "panic error!")
  12. }

输出结果:

    panic error!

由于 panic、recover 参数类型为 interface{},因此可抛出任何类型对象。


  
  1. func panic(v interface{})
  2. func recover() interface{}

向已关闭的通道发送数据会引发panic


  
  1. package main
  2. import (
  3. "fmt"
  4. )
  5. func main() {
  6. defer func() {
  7. if err := recover(); err != nil {
  8. fmt.Println(err)
  9. }
  10. }()
  11. var ch chan int = make( chan int, 10)
  12. close(ch)
  13. ch <- 1
  14. }

输出结果:

    send on closed channel

延迟调用中引发的错误,可被后续延迟调用捕获,但仅最后一个错误可被捕获


  
  1. package main
  2. import "fmt"
  3. func test() {
  4. defer func() {
  5. fmt.Println( recover())
  6. }()
  7. defer func() {
  8. panic( "defer panic")
  9. }()
  10. panic( "test panic")
  11. }
  12. func main() {
  13. test()
  14. }

输出:

    defer panic

捕获函数 recover 只有在延迟调用内直接调用才会终止错误,否则总是返回 nil。任何未捕获的错误都会沿调用堆栈向外传递。


  
  1. package main
  2. import "fmt"
  3. func test() {
  4. defer func() {
  5. fmt.Println( recover()) //有效
  6. }()
  7. defer recover() //无效!
  8. defer fmt.Println( recover()) //无效!
  9. defer func() {
  10. func() {
  11. println( "defer inner")
  12. recover() //无效!
  13. }()
  14. }()
  15. panic( "test panic")
  16. }
  17. func main() {
  18. test()
  19. }

输出:


  
  1. defer inner
  2. < nil>
  3. test panic

使用延迟匿名函数或下面这样都是有效的。


  
  1. package main
  2. import (
  3. "fmt"
  4. )
  5. func except() {
  6. fmt.Println( recover())
  7. }
  8. func test() {
  9. defer except()
  10. panic( "test panic")
  11. }
  12. func main() {
  13. test()
  14. }

输出结果:

    test panic

如果需要保护代码 段,可将代码块重构成匿名函数,如此可确保后续代码被执 。


  
  1. package main
  2. import "fmt"
  3. func test(x, y int) {
  4. var z int
  5. func() {
  6. defer func() {
  7. if recover() != nil {
  8. z = 0
  9. }
  10. }()
  11. panic( "test panic")
  12. z = x / y
  13. return
  14. }()
  15. fmt.Printf( "x / y = %d\n", z)
  16. }
  17. func main() {
  18. test( 2, 1)
  19. }

输出结果:

    x / y = 0

除用 panic 引发中断性错误外,还可返回 error 类型错误对象来表示函数调用状态。


  
  1. type error interface {
  2. Error() string
  3. }

标准库 errors.New 和 fmt.Errorf 函数用于创建实现 error 接口的错误对象。通过判断错误对象实例来确定具体错误类型。


  
  1. package main
  2. import (
  3. "errors"
  4. "fmt"
  5. )
  6. var ErrDivByZero = errors.New( "division by zero")
  7. func div(x, y int) (int, error) {
  8. if y == 0 {
  9. return 0, ErrDivByZero
  10. }
  11. return x / y, nil
  12. }
  13. func main() {
  14. defer func() {
  15. fmt.Println( recover())
  16. }()
  17. switch z, err := div( 10, 0); err {
  18. case nil:
  19. println(z)
  20. case ErrDivByZero:
  21. panic(err)
  22. }
  23. }

输出结果:

    division by zero

Go实现类似 try catch 的异常处理


  
  1. package main
  2. import "fmt"
  3. func Try(fun func(), handler func(interface{})) {
  4. defer func() {
  5. if err := recover(); err != nil {
  6. handler(err)
  7. }
  8. }()
  9. fun()
  10. }
  11. func main() {
  12. Try( func() {
  13. panic( "test panic")
  14. }, func(err interface{}) {
  15. fmt.Println(err)
  16. })
  17. }

输出结果:

    test panic

如何区别使用 panic 和 error 两种方式?

惯例是:导致关键流程出现不可修复性错误的使用 panic,其他使用 error。

 

 


转载:https://blog.csdn.net/fly910905/article/details/104464397
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