defer函数参数求值简要分析

三月 23, 2018

一. 引子

书接上文，在发表了《对一段Go语言代码输出结果的简要分析》一文之后，原问题提出者又有了新问题，这是一个典型Gopher学习Go的历程，想必很多Gopher们，包括我自己都遇到过的。我们先来看看这段代码(来自原问题提出者)：

// https://play.golang.org/p/dOUFNj96EIQ
package main

import "fmt"

func main() {
    var i int = 1

    defer fmt.Println("result =>",func() int { return i * 2 }())
    i++
}

这里显然有坑！初学者的常规逻辑一般是：defer是在main函数退出后执行，退出前i已经做了+1操作，值变成了2，这样一来defer后的Println应该输出：result => 4 才对！实际输出结果呢？

result => 2

这怎么可能？

实际上不光是defer这样，即使用go关键字替换掉defer，输出的结果也是一样的：result => 2：

package main

import (
     "fmt"
    "time"
)

func main() {
    var i int = 1

    go fmt.Println("result =>",func() int { return i * 2 }())
    i++
    time.Sleep(3*time.Second)
}

二. defer function分析

那么究竟为什么输出的是2，而不是4呢？因为无论是go关键字还是defer关键字，在代码执行到它们时，编译器都要为它们后面的函数准备好函数调用的参数堆栈，要确定的参数值和参数类型大小。这样一来就得去求值：对它们后面的函数的参数进行求值。

以本文第一个defer那个例子为例！我们需要为defer后面的函数进行参数求值：

defer fmt.Println("result =>",func() int { return i * 2 }())

此时defer后面的函数是Println，这里Println有两个输入参数：”result =>”和func() int {return i * 2}()，前者就是一个字符串常量值，而后者是一个函数调用，我们需要对该函数调用进行求值。而在此时，i依然为1，因此Println的第二个参数的求值结果为2，于是上面defer的调用就等价于：

defer fmt.Println("result =>",2)

因此，无论最终i的值变成了多少，defer最终的输出都是：result => 2。go关键字后面的参数亦是如此。其实这个过程与为普通函数的调用做准备是一样的，也要先对函数的参数进行求值，之后再进入函数体，只不过defer将进入函数执行的过程推迟到defer的调用方退出之前了。

搞清楚这个defer原理后，我们如果想在defer函数执行时输出4，那么使用一个闭包函数即可：

// https://play.golang.org/p/Eux7zpSr7O8

package main

import "fmt"

func main() {
        var i int = 1

        defer func() {
                fmt.Println("result =>", func() int { return i * 2 }())
        }()
        i++
}

这里我们看到defer 后面是一个不带任何参数的匿名函数，所谓的对参数求值也是无值可求。在main函数退出前，defer后面的匿名函数真正执行时i的值已经是2，因此闭包函数中的Println输出4。

三. defer method分析

defer后面除了可以跟着普通函数调用外，还可以使用方法调用(method)：

defer instance.Method(x,y)

这可能又会让初学者有些迷惑，多数又是Method的receiver类型以及go自动对instance的Method调用解引用或求地址的问题，我们“趁热打铁”，再来基于上一篇文章《对一段Go语言代码输出结果的简要分析》中的例子做些修改，看看将go关键字换成defer会是一种什么情况：

//https://play.golang.org/p/T8CdRfEn2h4

package main

import (
    "fmt"
)

type field struct {
    name string
}

func (p *field) print() {
    fmt.Println(p.name)
}

func main() {
    data1 := []*field{{"one"}, {"two"}, {"three"}}
    for _, v := range data1 {
        defer v.print()
    }

    data2 := []field{{"four"}, {"five"}, {"six"}}
    for _, v := range data2 {
        defer v.print()
    }
}

这段代码运行起来输出：

six
six
six
three
two
one

有了《对一段Go语言代码输出结果的简要分析》一文中的思路作为基础，对上面这段代码的分析也就不难了。没错，还是按照我上一篇的“等价转换”思路去思考，将method转换为function后，再分析。上面的代码可以等价变换为下面代码：

https://play.golang.org/p/a-vOSz4N3jb

package main

import (
    "fmt"
)

type field struct {
    name string
}

func print(p *field) {
    fmt.Println(p.name)
}

func main() {
    data1 := []*field{{"one"}, {"two"}, {"three"}}
    for _, v := range data1 {
        defer print(v)
    }

    data2 := []field{{"four"}, {"five"}, {"six"}}
    for _, v := range data2 {
        defer print(&v)
    }
}

接下来，我们就利用defer的“参数实时求值”原理，对上面的代码作分析：

data1的三次迭代：defer的参数求值完后，defer print(v)调用分别变成了：

defer print(&field{“one”})
defer print(&field{“two”})
defer print(&field{“three”})

data2的三次迭代，defer的参数求值完后，defer print(v)调用分别变成了：

defer print(&v)
defer print(&v)
defer print(&v)

于是在main退出前，defer函数按defer被调用的反向顺序执行：

print(&v)
print(&v)
print(&v)
print(&field{“three”})
print(&field{“two”})
print(&field{“one”})

而此刻：v中存储的值为field{“six”}，于是前三次print均输出”six”。

四. 小结

defer虽然带来一些性能损耗，但defer的适当使用可以让程序的逻辑结构变得更为简洁。

《对一段Go语言代码输出结果的简要分析》一文发出后，出乎意料地收到一些反馈，其实很多Go初学者希望能看到一些像这样的入门，但又“较真”的，最好再涉及点底层实现的文章。以后有精力会多多关注这一点的。欢迎大家来本站继续交流，从各位朋友提出的问题中，我也能收获到灵感^0^。

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