Go語言學習——徹底弄懂return和defer的微妙關係
疑問
前面在函式篇裡介紹了Go語言的函式是支援多返回值的。
只要在函式體內,對返回值賦值,最後加上return就可以返回所有的返回值。
最近在寫程式碼的時候經常遇到在return後,還要在defer裡面做一些收尾工作,比如事務的提交或回滾。所以想弄清楚這個return和defer到底是什麼關係,它們誰先誰後,對於最後返回值又有什麼影響呢?
動手驗證
瞭解下來,問題比我想的要複雜,不信你先看看下面這段程式碼輸出結果是啥
package main import "fmt" func main() { fmt.Println("f1 result: ", f1()) fmt.Println("f2 result: ", f2()) } func f1() int { var i int defer func() { i++ fmt.Println("f11: ", i) }() defer func() { i++ fmt.Println("f12: ", i) }() i = 1000 return i } func f2() (i int) { defer func() { i++ fmt.Println("f21: ", i) }() defer func() { i++ fmt.Println("f22: ", i) }() i = 1000 return i }
最後的執行結果如下
f12: 1001 f11: 1002 f1 result: 1000 f22: 1001 f21: 1002 f2 result: 1002
f1函式:
進入該函式,因為沒有指定返回值變數,需要先宣告i變數,因為是int型別,如果沒有賦值,該變數初始化值為0,之後執行i=1000的賦值操作,然後執行return語句,返回i的值。
真正返回之前還要執行defer函式部分,兩個defer函式分別針對i進行自增操作,i的值依次為1001和1002
f2函式:
進入該函式,因為已經定義好了返回值變數即為i,然後直接賦值i=1000,再返回i的值。
同樣的,也要在真正返回i前,執行兩個defer函式,同樣i依次自增得到1001和1002。
問題的關鍵是為什麼無名引數返回的值是1000,其並未收到defer函式對於i自增的影響;而有名函式在執行defer後,最後返回的i值為1002。
網上找了一些原因,提到一個結論
原因就是return會將返回值先儲存起來,對於無名返回值來說,
儲存在一個臨時物件中,defer是看不到這個臨時物件的;
而對於有名返回值來說,就儲存在已命名的變數中。
看到這個結論,我想試試通過列印i的地址值是否可以看出一些端倪和線索
為此在兩個函式中添加了列印i的地址資訊
package main import "fmt" func main() { fmt.Println("f1 result: ", f1()) fmt.Println("f2 result: ", f2()) } func f1() int { var i int fmt.Printf("i: %p \n", &i) defer func() { i++ fmt.Printf("i: %p \n", &i) fmt.Println("f11: ", i) }() defer func() { i++ fmt.Printf("i: %p \n", &i) fmt.Println("f12: ", i) }() i = 1000 return i } func f2() (i int) { fmt.Printf("i: %p \n", &i) defer func() { i++ fmt.Printf("i: %p \n", &i) fmt.Println("f21: ", i) }() defer func() { i++ fmt.Printf("i: %p \n", &i) fmt.Println("f22: ", i) }() i = 1000 return i }
程式輸出結果為
i: 0xc000090000 i: 0xc000090000 f12: 1001 i: 0xc000090000 f11: 1002 f1 result: 1000 i: 0xc00009a008 i: 0xc00009a008 f22: 1001 i: 0xc00009a008 f21: 1002 f2 result: 1002
從這個結果可以看出,無論是f1還是f2函式中,變數i的地址全程沒有改變過。
所以對於上面這個結論我似乎懂了,但是還是有些模糊,return儲存在一個臨時物件中,defer看不到這個臨時變數,但是i的值為什麼能夠在1000的基礎上累加呢?
撥開雲霧
如果要從根本解決這個疑問,最好能夠看看這段程式執行,背後的記憶體是如何分配的。
這時候想到了前幾天看書裡提到的可以通過命令將go語言轉為組合語言。
為了簡化問題,將原始碼修改為
package main import "fmt" func main() { fmt.Println("f1 result: ", f1()) fmt.Println("f2 result: ", f2()) } func f1() int { var i int defer func() { i++ fmt.Println("f11: ", i) }() i = 1000 return i } func f2() (i int) { defer func() { i++ fmt.Println("f21: ", i) }() i = 1000 return i }
通過執行命令go tool compile -S test.go得到彙編程式碼如下
os.(*File).close STEXT dupok nosplit size=26 args=0x18 locals=0x0 ... 0x0000 00000 (test.go:5) TEXT "".main(SB), ABIInternal, $136-0 0x0000 00000 (test.go:5) MOVQ (TLS), CX 0x0009 00009 (test.go:5) LEAQ -8(SP), AX 0x000e 00014 (test.go:5) CMPQ AX, 16(CX) 0x0012 00018 (test.go:5) JLS 315 0x0018 00024 (test.go:5) SUBQ $136, SP 0x001f 00031 (test.go:5) MOVQ BP, 128(SP) 0x0027 00039 (test.go:5) LEAQ 128(SP), BP 0x002f 00047 (test.go:5) FUNCDATA $0, gclocals·7d2d5fca80364273fb07d5820a76fef4(SB) ... "".f1 STEXT size=145 args=0x8 locals=0x28 0x0000 00000 (test.go:10) TEXT "".f1(SB), ABIInternal, $40-8 0x0000 00000 (test.go:10) MOVQ (TLS), CX 0x0009 00009 (test.go:10) CMPQ SP, 16(CX) 0x000d 00013 (test.go:10) JLS 135 0x000f 00015 (test.go:10) SUBQ $40, SP 0x0013 00019 (test.go:10) MOVQ BP, 32(SP) 0x0018 00024 (test.go:10) LEAQ 32(SP), BP 0x001d 00029 (test.go:10) FUNCDATA $0, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB) 0x001d 00029 (test.go:10) FUNCDATA $1, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB) 0x001d 00029 (test.go:10) FUNCDATA $3, gclocals·9fb7f0986f647f17cb53dda1484e0f7a(SB) 0x001d 00029 (test.go:10) PCDATA $2, $0 0x001d 00029 (test.go:10) PCDATA $0, $0 0x001d 00029 (test.go:10) MOVQ $0, "".~r0+48(SP) 0x0026 00038 (test.go:11) MOVQ $0, "".i+24(SP) 0x002f 00047 (test.go:12) MOVL $8, (SP) 0x0036 00054 (test.go:12) PCDATA $2, $1 0x0036 00054 (test.go:12) LEAQ "".f1.func1·f(SB), AX 0x003d 00061 (test.go:12) PCDATA $2, $0 0x003d 00061 (test.go:12) MOVQ AX, 8(SP) 0x0042 00066 (test.go:12) PCDATA $2, $1 0x0042 00066 (test.go:12) LEAQ "".i+24(SP), AX 0x0047 00071 (test.go:12) PCDATA $2, $0 0x0047 00071 (test.go:12) MOVQ AX, 16(SP) 0x004c 00076 (test.go:12) CALL runtime.deferproc(SB) 0x0051 00081 (test.go:12) TESTL AX, AX 0x0053 00083 (test.go:12) JNE 119 0x0055 00085 (test.go:17) MOVQ $1000, "".i+24(SP) 0x005e 00094 (test.go:18) MOVQ $1000, "".~r0+48(SP) 0x0067 00103 (test.go:18) XCHGL AX, AX 0x0068 00104 (test.go:18) CALL runtime.deferreturn(SB) 0x006d 00109 (test.go:18) MOVQ 32(SP), BP 0x0072 00114 (test.go:18) ADDQ $40, SP 0x0076 00118 (test.go:18) RET 0x0077 00119 (test.go:12) XCHGL AX, AX 0x0078 00120 (test.go:12) CALL runtime.deferreturn(SB) 0x007d 00125 (test.go:12) MOVQ 32(SP), BP 0x0082 00130 (test.go:12) ADDQ $40, SP 0x0086 00134 (test.go:12) RET 0x0087 00135 (test.go:12) NOP 0x0087 00135 (test.go:10) PCDATA $0, $-1 0x0087 00135 (test.go:10) PCDATA $2, $-1 0x0087 00135 (test.go:10) CALL runtime.morestack_noctxt(SB) 0x008c 00140 (test.go:10) JMP 0 ... 0x0000 00000 (test.go:21) TEXT "".f2(SB), ABIInternal, $32-8 0x0000 00000 (test.go:21) MOVQ (TLS), CX 0x0009 00009 (test.go:21) CMPQ SP, 16(CX) 0x000d 00013 (test.go:21) JLS 117 0x000f 00015 (test.go:21) SUBQ $32, SP 0x0013 00019 (test.go:21) MOVQ BP, 24(SP) 0x0018 00024 (test.go:21) LEAQ 24(SP), BP 0x001d 00029 (test.go:21) FUNCDATA $0, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB) 0x001d 00029 (test.go:21) FUNCDATA $1, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB) 0x001d 00029 (test.go:21) FUNCDATA $3, gclocals·9fb7f0986f647f17cb53dda1484e0f7a(SB) 0x001d 00029 (test.go:21) PCDATA $2, $0 0x001d 00029 (test.go:21) PCDATA $0, $0 0x001d 00029 (test.go:21) MOVQ $0, "".i+40(SP) 0x0026 00038 (test.go:22) MOVL $8, (SP) 0x002d 00045 (test.go:22) PCDATA $2, $1 0x002d 00045 (test.go:22) LEAQ "".f2.func1·f(SB), AX 0x0034 00052 (test.go:22) PCDATA $2, $0 0x0034 00052 (test.go:22) MOVQ AX, 8(SP) 0x0039 00057 (test.go:22) PCDATA $2, $1 0x0039 00057 (test.go:22) LEAQ "".i+40(SP), AX 0x003e 00062 (test.go:22) PCDATA $2, $0 0x003e 00062 (test.go:22) MOVQ AX, 16(SP) 0x0043 00067 (test.go:22) CALL runtime.deferproc(SB) 0x0048 00072 (test.go:22) TESTL AX, AX 0x004a 00074 (test.go:22) JNE 101 0x004c 00076 (test.go:26) MOVQ $1000, "".i+40(SP) 0x0055 00085 (test.go:27) XCHGL AX, AX 0x0056 00086 (test.go:27) CALL runtime.deferreturn(SB) 0x005b 00091 (test.go:27) MOVQ 24(SP), BP 0x0060 00096 (test.go:27) ADDQ $32, SP 0x0064 00100 (test.go:27) RET 0x0065 00101 (test.go:22) XCHGL AX, AX 0x0066 00102 (test.go:22) CALL runtime.deferreturn(SB) 0x006b 00107 (test.go:22) MOVQ 24(SP), BP 0x0070 00112 (test.go:22) ADDQ $32, SP 0x0074 00116 (test.go:22) RET 0x0075 00117 (test.go:22) NOP 0x0075 00117 (test.go:21) PCDATA $0, $-1 0x0075 00117 (test.go:21) PCDATA $2, $-1 0x0075 00117 (test.go:21) CALL runtime.morestack_noctxt(SB) 0x007a 00122 (test.go:21) JMP 0 ... ........ rel 16+8 t=1 type.[2]interface {}+0
感覺離真相只差一步了,就是看完這段彙編程式碼就能搞明白這個return在無名和有名返回值時分別做了什麼,所謂的零時變數是咋分配的,想想就有點小激動呢
但是,比較棘手的是,我沒學過彙編-_-!
但是again,這有什麼關係呢,兩個函式既然執行結果不一樣,那麼在彙編層面肯定也有不一樣的地方,於是開始找不同,最終在上面的彙編程式碼分別找到關鍵資訊如下
"".f2 STEXT size=124 args=0x8 locals=0x20 0x0000 00000 (test.go:21) TEXT "".f2(SB), ABIInternal, $32-8 0x0000 00000 (test.go:21) MOVQ (TLS), CX 0x0009 00009 (test.go:21) CMPQ SP, 16(CX) 0x000d 00013 (test.go:21) JLS 117 0x000f 00015 (test.go:21) SUBQ $32, SP 0x0013 00019 (test.go:21) MOVQ BP, 24(SP) 0x0018 00024 (test.go:21) LEAQ 24(SP), BP 0x001d 00029 (test.go:21) FUNCDATA $0, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB) 0x001d 00029 (test.go:21) FUNCDATA $1, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB) 0x001d 00029 (test.go:21) FUNCDATA $3, gclocals·9fb7f0986f647f17cb53dda1484e0f7a(SB) 0x001d 00029 (test.go:21) PCDATA $2, $0 0x001d 00029 (test.go:21) PCDATA $0, $0 0x001d 00029 (test.go:21) MOVQ $0, "".i+40(SP) 0x0026 00038 (test.go:22) MOVL $8, (SP) 0x002d 00045 (test.go:22) PCDATA $2, $1 0x002d 00045 (test.go:22) LEAQ "".f2.func1·f(SB), AX 0x0034 00052 (test.go:22) PCDATA $2, $0 0x0034 00052 (test.go:22) MOVQ AX, 8(SP) 0x0039 00057 (test.go:22) PCDATA $2, $1 0x0039 00057 (test.go:22) LEAQ "".i+40(SP), AX 0x003e 00062 (test.go:22) PCDATA $2, $0 0x003e 00062 (test.go:22) MOVQ AX, 16(SP) 0x0043 00067 (test.go:22) CALL runtime.deferproc(SB) 0x0048 00072 (test.go:22) TESTL AX, AX 0x004a 00074 (test.go:22) JNE 101 0x004c 00076 (test.go:26) MOVQ $1000, "".i+40(SP) 0x0055 00085 (test.go:27) XCHGL AX, AX 0x0056 00086 (test.go:27) CALL runtime.deferreturn(SB) 0x005b 00091 (test.go:27) MOVQ 24(SP), BP 0x0060 00096 (test.go:27) ADDQ $32, SP 0x0064 00100 (test.go:27) RET 0x0065 00101 (test.go:22) XCHGL AX, AX 0x0066 00102 (test.go:22) CALL runtime.deferreturn(SB) 0x006b 00107 (test.go:22) MOVQ 24(SP), BP 0x0070 00112 (test.go:22) ADDQ $32, SP 0x0074 00116 (test.go:22) RET 0x0075 00117 (test.go:22) NOP 0x0075 00117 (test.go:21) PCDATA $0, $-1 0x0075 00117 (test.go:21) PCDATA $2, $-1 0x0075 00117 (test.go:21) CALL runtime.morestack_noctxt(SB) 0x007a 00122 (test.go:21) JMP 0
這是f2有名返回值的關鍵資訊,主要看
0x004c 00076 (test.go:26) MOVQ $1000, "".i+40(SP)
這個大概意思就是把1000放到"".i+40(SP)這個記憶體地址上,然後下面執行的操作就是返回了
"".f1 STEXT size=145 args=0x8 locals=0x28 0x0000 00000 (test.go:10) TEXT "".f1(SB), ABIInternal, $40-8 0x0000 00000 (test.go:10) MOVQ (TLS), CX 0x0009 00009 (test.go:10) CMPQ SP, 16(CX) 0x000d 00013 (test.go:10) JLS 135 0x000f 00015 (test.go:10) SUBQ $40, SP 0x0013 00019 (test.go:10) MOVQ BP, 32(SP) 0x0018 00024 (test.go:10) LEAQ 32(SP), BP 0x001d 00029 (test.go:10) FUNCDATA $0, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB) 0x001d 00029 (test.go:10) FUNCDATA $1, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB) 0x001d 00029 (test.go:10) FUNCDATA $3, gclocals·9fb7f0986f647f17cb53dda1484e0f7a(SB) 0x001d 00029 (test.go:10) PCDATA $2, $0 0x001d 00029 (test.go:10) PCDATA $0, $0 0x001d 00029 (test.go:10) MOVQ $0, "".~r0+48(SP) 0x0026 00038 (test.go:11) MOVQ $0, "".i+24(SP) 0x002f 00047 (test.go:12) MOVL $8, (SP) 0x0036 00054 (test.go:12) PCDATA $2, $1 0x0036 00054 (test.go:12) LEAQ "".f1.func1·f(SB), AX 0x003d 00061 (test.go:12) PCDATA $2, $0 0x003d 00061 (test.go:12) MOVQ AX, 8(SP) 0x0042 00066 (test.go:12) PCDATA $2, $1 0x0042 00066 (test.go:12) LEAQ "".i+24(SP), AX 0x0047 00071 (test.go:12) PCDATA $2, $0 0x0047 00071 (test.go:12) MOVQ AX, 16(SP) 0x004c 00076 (test.go:12) CALL runtime.deferproc(SB) 0x0051 00081 (test.go:12) TESTL AX, AX 0x0053 00083 (test.go:12) JNE 119 0x0055 00085 (test.go:17) MOVQ $1000, "".i+24(SP) 0x005e 00094 (test.go:18) MOVQ $1000, "".~r0+48(SP) 0x0067 00103 (test.go:18) XCHGL AX, AX 0x0068 00104 (test.go:18) CALL runtime.deferreturn(SB) 0x006d 00109 (test.go:18) MOVQ 32(SP), BP 0x0072 00114 (test.go:18) ADDQ $40, SP 0x0076 00118 (test.go:18) RET 0x0077 00119 (test.go:12) XCHGL AX, AX 0x0078 00120 (test.go:12) CALL runtime.deferreturn(SB) 0x007d 00125 (test.go:12) MOVQ 32(SP), BP 0x0082 00130 (test.go:12) ADDQ $40, SP 0x0086 00134 (test.go:12) RET 0x0087 00135 (test.go:12) NOP 0x0087 00135 (test.go:10) PCDATA $0, $-1 0x0087 00135 (test.go:10) PCDATA $2, $-1 0x0087 00135 (test.go:10) CALL runtime.morestack_noctxt(SB) 0x008c 00140 (test.go:10) JMP 0
這是f1無名返回值的關鍵資訊,主要看
0x0055 00085 (test.go:17) MOVQ $1000, "".i+24(SP) 0x005e 00094 (test.go:18) MOVQ $1000, "".~r0+48(SP)
這個大概意思就是把1000放到"".i+24(SP)這個記憶體地址上,然後又把1000賦給了"".~r0+48(SP),這就是和f1不一樣的地方。對應前面結論,我們在這裡找到了驗證。大致過程就是無名返回值的情況,在return的時候開闢了一個新記憶體空間,後續的defer讀取的還是"".i+24(SP)這樣的記憶體地址而無法讀取臨時空間的值。return在函式最後返回的也是"".~r0+48(SP)對應的值即1000。(因為沒有研究過彙編,有些細節可能有待考證)
結論
到此,我們算是搞明白了Go語言裡面return和defer之間的微妙關係,從彙編層面看清了在無名返回值和有名返回值return返回的差異。
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