go 的 defer 实现原理

defer 需要注意的2点

• defer 函数的参数在defer 语句出现时就已经确定

  func foo() {
      i := 0
      defer fmt.Println(i)
      i++
      return
  }
  

  输出 i 的值为0

• defer 函数可以操作所在函数的具名返回值
  关键字 return 并不是一个原子操作，实际上 return 只代表汇编指令ret，即跳转程序执行，比如语句 return i，实际上分为2步执行，即先将i 的值存入栈中作为返回值，然后执行跳转，而defer 语句的执行时机正是在跳转前。

  func foo() (result int) {
      i := 1
      defer func() {
          result++
      }
      
      return i
  }
  

  所以这里return 执行的代码等同于：

  result = i
  result++
  return 
  

数据结构

src/runtime/runtime2.go:_defer定义了 defer 数据结构

type _defer struct {
    ...
    sp uintptr      // 函数栈指针
    pc uintptr      // 程序计数器
    fn *funcval    // 函数地址
    link*_defer    // 指向自身结构的指针，用于形成链表
}

从其数据结构来看，每个_defer实例实际上是对一个函数的封装，它拥有执行函数的必要信息，比如栈地址，程序计数器，函数地址等。编译器会把每个延迟函数编译成一个_defer实例暂存到数据结构中，待函数结束时再逐个取出执行。

每个 defer 语句对应一个 _defer 实例，多个实例使用指针链接起来形成一个单链表（头部插入），保存到 数据结构中。

type g struct {
    ...
    _defer
    ...
}

image.png

defer 的创建和执行

src/runtime/panic.go 定义了一下两个方法，分别用于创建 defer 和 执行 defer

• deferproc 负责把 defer 函数处理成 _defer实例，并存入 gorountine 中的链表。
• deferreturn 负责把 从 defer 从 gorountine 链表中的实例取出并执行。

演进和优化历史

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