Golang 高效实践之defer、panic、recover实践
前言
我们知道Golang处理异常是用error返回的方式，然后调用方根据error的值走不同的处理逻辑。但是，如果程序触发其他的严重异常，比如说数组越界，程序就要直接崩溃。Golang有没有一种异常捕获和恢复机制呢？这个就是本文要讲的panic和recover。其中recover要配合defer使用才能发挥出效果。
Defer
Defer语句将一个函数放入一个列表（用栈表示其实更准确）中，该列表的函数在环绕defer的函数返回时会被执行。defer通常用于简化函数的各种各样清理动作，例如关闭文件，解锁等等的释放资源的动作。例如下面的这个函数打开两个文件，从一个文件拷贝内容到另外的一个文件：
func CopyFile(dstName, srcName string) (written int64, err error) { src, err := os.Open(srcName) if err != nil { return } dst, err := os.Create(dstName) if err != nil { return } written, err = io.Copy(dst, src) dst.Close() src.Close() return }
这段代码可以工作，但是有一个bug。如果调用os.Create失败，函数将会直接返回，并没有关闭srcName文件。修复的方法很简单，可以把src.Close的调用放在第二个return语句前面。但是当我们程序的分支比较多的时候，也就是说当该函数还有几个其他的return语句时，就需要在每个分支return前都要加上close动作。这样使得资源的清理非常繁琐而且容易遗漏。所以Golang引入了defer语句：
func CopyFile(dstName, srcName string) (written int64, err error) { src, err := os.Open(srcName) if err != nil { return } defer src.Close() dst, err := os.Create(dstName) if err != nil { return } defer dst.Close() return io.Copy(dst, src) }
在每个资源申请成功的后面都加上defer自动清理，不管该函数都多少个return，资源都会被正确的释放，例如上述例子的文件一定会被关闭。
关闭defer语句，有三条简单的规则：
1.defer的函数在压栈的时候也会保存参数的值，并非在执行时取值。
func a() { i := 0 defer fmt.Println(i) i++ return }
例如该示例中，变量i会在defer时就被保存起来，所以defer函数执行时i的值是0.即便后面i的值变为了1，也不会影响之前的拷贝。
2.defer函数调用的顺序是后进先出。
func b() { for i := 0; i < 4; i++ { defer fmt.Print(i) } }
函数输出3210
3.defer函数可以读取和重新赋值函数的命名返回参数。
func c() (i int) { defer func() { i++ }() return 1 }
这个例子中，defer函数中在函数返回时对命名返回值i进行了加1操作，因此函数返回值是2.可能你会有疑问，规则1不是说会在defer时保存i的值吗？保存的i是0，那加1操作之后也是1啊。这里就是闭包的魅力，i的值会被立马保存，但是保存的是i的引用，也可以理解为指针。当实际执行加1操作时，i的值其实被return置为了1，defer执行了加1操作i的值也就变成了2.
Panic
Panic是内建的停止控制流的函数。相当于其他编程语言的抛异常操作。当函数F调用了panic，F的执行会被停止，在F中panic前面定义的defer操作都会被执行，然后F函数返回。对于调用者来说，调用F的行为就像调用panic（如果F函数内部没有把panic recover掉）。如果都没有捕获该panic，相当于一层层panic，程序将会crash。panic可以直接调用，也可以是程序运行时错误导致，例如数组越界。
Recover
Recover是一个从panic恢复的内建函数。Recover只有在defer的函数里面才能发挥真正的作用。如果是正常的情况（没有发生panic），调用recover将会返回nil并且没有任何影响。如果当前的goroutine panic了，recover的调用将会捕获到panic的值，并且恢复正常执行。
例如下面这个例子：
package main import "fmt" func main() { f() fmt.Println("Returned normally from f.") } func f() { defer func() { if r := recover(); r != nil { fmt.Println("Recovered in f", r) } }() fmt.Println("Calling g.") g(0) fmt.Println("Returned normally from g.") } func g(i int) { if i > 3 { fmt.Println("Panicking!") panic(fmt.Sprintf("%v", i)) } defer fmt.Println("Defer in g", i) fmt.Println("Printing in g", i) g(i + 1) }
函数g接受参数i，如果i大于3时触发panic，否则对i进行加1操作。函数f的defer函数里面调用了recover并且打印recover的值（非nil的话）。
程序将会输出：
Calling g. Printing in g 0 Printing in g 1 Printing in g 2 Printing in g 3 Panicking! Defer in g 3 Defer in g 2 Defer in g 1 Defer in g 0 Recovered in f 4 Returned normally from f.
Panic和recover可以接受任何类型的值，因为定义为interface{}：
func panic(v interface{})
func recover() interface{}
所以工作模式相当于：
panic(value)->recover()->value
传递给panic的value最终由recover捕获。
另外defer可以配合锁的使用来确保锁的释放，例如：
mu.Lock()
Defer mu.Unlock()
需要注意的是这样会延长锁的释放时间（需要等到函数return）。
容易踩坑的一些例子
通过上面的说明，我们已经对defer，panic和recover有了比较清晰的认识，下面通过一些实战中容易踩坑的例子来加深下印象。
在循环里面使用defer
不要在循环里面使用defer，除非你真的确定defer的工作流程，例如：
只有当函数返回时defer的函数才会被执行，如果在for循环里面defer定义的函数会不断的压栈，可能会爆栈而导致程序异常。
解决方法1：将defer移动到循环之外
解决方法2：构造一层新的函数包裹defer
defer方法
没有指针的情况：
type Car struct { model string } func (c Car) PrintModel() { fmt.Println(c.model) } func main() { c := Car{model: "DeLorean DMC-12"} defer c.PrintModel() c.model = "Chevrolet Impala" }
程序输出DeLorean DMC-12。根据我们前面讲的内容，defer的时候会把函数和参考拷贝一份保存起来，所以c.model的值后面改变也不会影响defer的运行。
有指针的情况：
Car PrintModel()方法定义改为：
func (c *Car) PrintModel() {
fmt.Println(c.model)
}
程序将会输出Chevrolet Impala。这些defer虽然将函数和参数保存了起来，但是由于参数的值本身是针对，随意后面的改动会影响到defer函数的行为。
同理的例子还有：
for i := 0; i < 3; i++ { defer func() { fmt.Println(i) }() }
程序将会输出：
3 3 3
因为闭包引用匿名函数外面的变量相当于是指针引用，得到的是变量的地址，实际到defer真正执行时，指针指向的内容已经发生的变化：
解决的方法：
for i := 0; i < 3; i++ { defer func(i int) { fmt.Println(i) }(i) }
或者：
for i := 0; i < 3; i++ { defer fmt.Println(i) }
程序输出：
2 1 0
这里就不会用到闭包的上下文引用特性，是正经的函数参数拷贝传递，所以不会有问题。
defer中修改函数error返回值
package main import ( "errors" "fmt" ) func main() { { err := release() fmt.Println(err) } { err := correctRelease() fmt.Println(err) } } func release() error { defer func() error { return errors.New("error") }() return nil } func correctRelease() (err error) { defer func() { err = errors.New("error") }() return nil }
release函数中error的值并不会被defer的return返回，因为匿名返回值在defer执行前就已经声明好并复制为nil。correctRelease函数能够修改返回值是因为闭包的特性，defer中的err是实际的返回值err地址引用，指向的是同一个变量。defer修改程序返回值error一般用在和recover搭配中，上述的情况属于滥用defer的一种情况，其实error函数值可以直接在程序的return中修改，不用defer。
总结
文章介绍了defer、panic和recover的原理和用法，并且在最后给出了一些在实际应用的实践建议，不要滥用defer，注意defer搭配闭包时的一些特性。
参考
https://blog.golang.org/defer-panic-and-recover
https://blog.learngoprogramming.com/gotchas-of-defer-in-go-1-8d070894cb01
https://blog.learngoprogramming.com/5-gotchas-of-defer-in-go-golang-part-ii-cc550f6ad9aa
https://blog.learngoprogramming.com/golang-defer-simplified-77d3b2b817ff
https://blog.learngoprogramming.com/5-gotchas-of-defer-in-go-golang-part-iii-36a1ab3d6ef1
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