Go中defer和panic以及recover的示例分析

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)Go中defer和panic以及recover的示例分析，文章內(nèi)容質(zhì)量較高，因此小編分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后對(duì)相關(guān)知識(shí)有一定的了解。

defer

defer 語(yǔ)句將一個(gè)函數(shù)放入一個(gè)棧中，defer 會(huì)在當(dāng)前函數(shù)返回前執(zhí)行傳入的函數(shù)，經(jīng)常用于關(guān)閉文件描述符，數(shù)據(jù)庫(kù)連接，redis連接等，用于清理資源，避免資源浪費(fèi)。比如下面這個(gè)栗子

package main

import (
 "fmt" "goapp/src/math")

func main() {

 sum:=math.Add(2,3)
 fmt.Println(sum)
 defer func() {fmt.Println("i am defer1")}()
 res := test_defer();
 fmt.Println(res)

}

func test_defer() float64  {
 defer func() {fmt.Println("i am defer2")}()
 defer func() {fmt.Println("i am defer3")}()
 res :=math3.Mod(5,3)
 return res;
}

執(zhí)行結(jié)果是什么呢？

1. 執(zhí)行 一個(gè)加法，打印返回值 5；

2.defer1入棧

3.執(zhí)行函數(shù)test_defer，defer2入棧，defer3入棧，執(zhí)行函數(shù)邏輯，在return 之前 呢，會(huì)執(zhí)行 棧里面的defer,棧嘛，先進(jìn)后出，和隊(duì)列相反，所以依次執(zhí)行defer3,defer2，然后返回結(jié)果

4.main函數(shù)收到test_defer的返回值，開始打印結(jié)果

5.main函數(shù)在結(jié)束之前呢，會(huì)執(zhí)行一下本函數(shù)內(nèi)的defer,所以開始執(zhí)行defer1

那結(jié)果是不是這樣執(zhí)行的呢？我們來(lái)看一下結(jié)果，毫無(wú)相差

image.png

那么此處可能有小伙伴要問(wèn)一下，defer為什么要設(shè)計(jì)成棧？

• 通俗來(lái)講一個(gè)場(chǎng)景，defer 是做清場(chǎng)工作的，對(duì)吧，那么這樣一個(gè)場(chǎng)景，一個(gè)小偷去倉(cāng)庫(kù)偷東西，干完活了，要擦除腳印對(duì)吧，那他不可能從進(jìn)門的位置開始擦腳印吧，他只能退著擦，先擦最后一步的腳印，而且，很多時(shí)候最后一步是基于前面的基礎(chǔ)上的，比如，還是這個(gè)小偷，他想偷柜子里面的珠寶，那他是不是得先打開門啊，那小偷做清理工作的時(shí)候，不可能先關(guān)閉門，在關(guān)閉柜子吧。

• defer是用來(lái)釋放資源的，比如一個(gè)操作，先給文件上鎖，然后修改文件。那defer執(zhí)行的時(shí)候應(yīng)該是先關(guān)閉文件，再釋放鎖。如果釋放鎖，再關(guān)閉文件，那不是亂套了嗎？從因果關(guān)系上說(shuō)，后分配的資源可能會(huì)依賴前面的資源，但是前面的資源肯定不會(huì)依賴后面打開的資源。所以倒過(guò)來(lái)執(zhí)行關(guān)閉 不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。

那有的人說(shuō)，我就是讓defer先進(jìn)先出，不行嗎？允許是允許，但是不提倡。哈哈，是不是感受到了羅翔老師的氣場(chǎng)，請(qǐng)看下面的代碼，如果defer嵌套，那么defer會(huì)從外往里執(zhí)行,剝洋蔥似的，一層一層剝。

package main

func main() {
 defer func() {
  println("i am defer1")
  defer func() {
   println("i am defer2")
   defer func() {
    println("i am defer3")
   }()
  }()
 }()

 panic("i am panic")
}

panic

panic往往和recover是成對(duì)出現(xiàn)的，與defer也有緊密的聯(lián)系，panic能夠改變程序的控制流，調(diào)用panic后會(huì)立刻停止執(zhí)行當(dāng)前函數(shù)的剩余代碼，并在當(dāng)前Goroutine（協(xié)程）中遞歸執(zhí)行調(diào)用方的defer

我們看下面一段代碼

package main

import "time"func main()  {
 defer func() {
  println("i am main defer1")
 }()

 go func() {
  defer func() {
   println("i am goroutine defer2")
  }()

  defer func() {
   println("i am goroutine defer3")
  }()

  panic("i am panic")

  defer func() {
   println("i am goroutine defer4")
  }()
 }()
 time.Sleep(1 * time.Second)
}

• 從前面的分析我們得知以下結(jié)果

1. defer1 入棧

2.執(zhí)行g(shù)oroutine 3.defer2 入棧 4.defer3入棧 5.panic打斷程序執(zhí)行，依次執(zhí)行defer3,defer2,panic,而panic 后面的程序不會(huì)再運(yùn)行，并且main里面的defer也不會(huì)執(zhí)行

image.png

• 我為什么要加time.Sleep 如果不加呢？

從截圖里面看到，如果沒有time.Sleep，協(xié)程好像沒有被執(zhí)行一樣，為什么會(huì)這樣呢？因?yàn)槲覀冎?，協(xié)程不是搶占式的，如果刪除time.Sleep，主goroutine不會(huì)放棄對(duì)輔助goroutine的控制，但是goroutine 必須放棄控制才能運(yùn)行另一個(gè)goroutine，而time.Sleep就是放棄控制的一種方法。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，你這個(gè)程序 從頭到尾都是被main 主協(xié)程占用著，子協(xié)程不會(huì)主動(dòng)搶占cpu,那么必須得是主協(xié)程主動(dòng)讓出cpu，讓子協(xié)程有機(jī)會(huì)被cpu輪詢到，子協(xié)程才會(huì)被執(zhí)行

順道說(shuō)一下什么是協(xié)程

• 協(xié)程是go語(yǔ)言最重要的特色之一，那么我們?cè)趺蠢斫鈪f(xié)程呢？協(xié)程，簡(jiǎn)單說(shuō)就是輕量級(jí)的線程，一個(gè)協(xié)程的大小是2k 左右，這也解釋了為什么go能單機(jī)百萬(wàn)。

• go語(yǔ)言里的協(xié)程創(chuàng)建很簡(jiǎn)單，在go關(guān)鍵詞后面加一個(gè)函數(shù)調(diào)用就可以了。代碼舉栗

package main

import "time"func main()  {
 println("i am main goroutine")
 go func() {
  println("i am goroutine_in_1")
  go func() {
   println("i am goroutine_in_2")
   go func() {
    println("i am goroutine_in_3")
   }()
  }()
 }()

 time.Sleep(1*time.Second);
 println("main goroutine is over")
}

image.png

main 函數(shù)是怎么運(yùn)行的呢？其實(shí)main函數(shù)也是運(yùn)行在goroutine里面，不過(guò)是主協(xié)程，上面的栗子我們是嵌套了幾個(gè)協(xié)程，但是他們中間并沒有什么層級(jí)關(guān)系，協(xié)程只有兩種，子協(xié)程和主協(xié)程。上面的代碼中，我們讓主協(xié)程休息了一秒，等待子協(xié)程返回結(jié)果。如果不讓主協(xié)程休息一秒，即讓出cpu,讓子協(xié)程是沒有機(jī)會(huì)執(zhí)行的，因?yàn)橹鲄f(xié)程運(yùn)行結(jié)束后，不管子協(xié)程是任何狀態(tài)，都會(huì)全部消亡。

但是在實(shí)際使用中，我們要保護(hù)好每一個(gè)子協(xié)程，確保他們安全運(yùn)行，一個(gè)子協(xié)程的異常會(huì)傳播到主協(xié)程，直接導(dǎo)致主協(xié)程掛掉，程序崩潰。比如下面這個(gè)栗子

package main

import "time"func main()  {
 println("i am main goroutine")
 go func() {
  println("i am goroutine_in_1")
  go func() {
   println("i am goroutine_in_2")
   go func() {
    println("i am goroutine_in_3")
    panic("i am panic")
   }()
  }()
 }()

 time.Sleep(1*time.Second);
 println("main goroutine is over")
}

最后一句，main goroutine is over沒有打印，程序沒有執(zhí)行到。 前面我們說(shuō)到了。不管你是什么樣的程序，遇到panic 我就終止程序往下執(zhí)行，哪怕是子協(xié)程呢！好了，協(xié)程先說(shuō)到這里。我們繼續(xù)往下看recover

recover

recover 可以中止panic造成的程序崩潰，它是一個(gè)只能在defer中發(fā)揮作用的函數(shù)。在其他作用域中不會(huì)發(fā)揮作用。為什么這么說(shuō)呢？我們看下面這個(gè)栗子

package main

import "fmt"func main() {
 defer func() {
  println("i am main")
 }()
 if err := recover();err != nil {
  fmt.Println(err)
 }
 panic("i am panic")
}

看一下執(zhí)行結(jié)果

image.png

我們看到，遇到panic,執(zhí)行了defer,然后執(zhí)行了panic ,并沒有執(zhí)行if條件判斷，為什么？recover是捕捉錯(cuò)誤的，運(yùn)行到if 還沒有錯(cuò)誤，捕捉什么？運(yùn)行到panic 的時(shí)候 if 已經(jīng)執(zhí)行過(guò)了，怎么捕捉？那么可能有人想，我把if放到panic后面不就行了嗎？行嗎？答案是否定的，panic 我們前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)了，甭管你是誰(shuí)，看見我就得停止。那就回到我們剛才說(shuō)的，panic 出現(xiàn)，程序停止往下執(zhí)行，但是程序會(huì)循環(huán)執(zhí)行defer啊，那如果我在defer里面捕捉錯(cuò)誤，是不是就可以解決這個(gè)問(wèn)題了呢。可見go的設(shè)計(jì)者是用心良苦！到這里有沒有人會(huì)問(wèn)一個(gè)問(wèn)題defer可以嵌套，那么panic能否嵌套呢？當(dāng)然可以，defer可以容納一切，panic放到defer里面一樣可以嵌套

package main

func main() {
 defer func() {
  defer func() {
   defer func() {
    panic("i am panic3")
   }()
   panic("i am panic2")
  }()
  panic("i am panic1")
 }()

 panic("i am panic")
}

為什么會(huì)先執(zhí)行 最后一行panic ，才執(zhí)行defer呢，這和前面說(shuō)的遇到panic先執(zhí)行defer有點(diǎn)出入是吧，但是你這樣看 defer優(yōu)先于panic優(yōu)先于defer+panic。

那么現(xiàn)在，我們來(lái)寫一個(gè)例子，看defer 如何捕捉panic并恢復(fù)程序正常執(zhí)行

package main

import "fmt"func main() {
 havePanic();
 println("i will go on ")
}

func havePanic()  {
 defer func() {
  if err:=recover();err !=nil {
   fmt.Println("i get a panic")
   fmt.Println(err)
  }
 }()
 panic("i am panic");
}

解讀一下上面的程序，執(zhí)行havePanic ，havePanic的第一個(gè)defer入棧，往下執(zhí)行碰到panic,首先會(huì)執(zhí)行defer，defer里面打印了err信息，并可以做一些其他的處理，比如記錄日志，重試什么的。然后main繼續(xù)執(zhí)行下面的print,看一下執(zhí)行結(jié)果

image.png

下面再補(bǔ)充一點(diǎn)協(xié)程的知識(shí)

go不是號(hào)稱百萬(wàn)協(xié)程嗎？那么我們真給它來(lái)個(gè)百萬(wàn)協(xié)程看一下我的電腦到底能不能hold住

來(lái)！寫一段代碼

package main

import (
 "fmt" "time")

func main()  {
 i :=1;
 for  {
  go func() {
   for  {
    time.Sleep(time.Second)
   }
  }()
  if i > 1000000 {
   fmt.Printf("我已經(jīng)啟動(dòng)了%d個(gè)協(xié)程\n",i)
  }else{
   fmt.Printf("當(dāng)前是第%d個(gè)協(xié)程\n",i)
  }
  i++
 }

}

截圖看一下我當(dāng)前的機(jī)器狀態(tài)

百萬(wàn)協(xié)程掛起之后的截圖

image.png

因?yàn)檩敵龈簧纤俣绕鋵?shí)最后跑了1842504個(gè)協(xié)程

說(shuō)一下跑后感：風(fēng)扇呼呼的轉(zhuǎn)了大概三分鐘的樣子 ，我算了一下一個(gè)協(xié)程大概是2.45kb的樣子

image.png

協(xié)程和線程的區(qū)別

一個(gè)進(jìn)程內(nèi)部可以運(yùn)行多個(gè)線程，而每個(gè)線程又可以運(yùn)行很多協(xié)程。線程要負(fù)責(zé)對(duì)協(xié)程進(jìn)行調(diào)度，保證每個(gè)協(xié)程都有機(jī)會(huì)得到執(zhí)行。當(dāng)一個(gè)協(xié)程睡眠時(shí)，它要將線程的運(yùn)行權(quán)讓給其它的協(xié)程來(lái)運(yùn)行，而不能持續(xù)霸占這個(gè)線程。同一個(gè)線程內(nèi)部最多只會(huì)有一個(gè)協(xié)程正在運(yùn)行。

線程的調(diào)度是由操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)的，調(diào)度算法運(yùn)行在內(nèi)核態(tài)，而協(xié)程的調(diào)用是由 Go 語(yǔ)言的運(yùn)行時(shí)負(fù)責(zé)的，調(diào)度算法運(yùn)行在用戶態(tài)。

協(xié)程可以簡(jiǎn)化為三個(gè)狀態(tài)，運(yùn)行態(tài)、就緒態(tài)和休眠態(tài)。同一個(gè)線程中最多只會(huì)存在一個(gè)處于運(yùn)行態(tài)的協(xié)程，就緒態(tài)的協(xié)程是指那些具備了運(yùn)行能力但是還沒有得到運(yùn)行機(jī)會(huì)的協(xié)程，它們隨時(shí)會(huì)被調(diào)度到運(yùn)行態(tài)，休眠態(tài)的協(xié)程還不具備運(yùn)行能力，它們是在等待某些條件的發(fā)生，比如 IO 操作的完成、睡眠時(shí)間的結(jié)束等。

操作系統(tǒng)對(duì)線程的調(diào)度是搶占式的，也就是說(shuō)單個(gè)線程的死循環(huán)不會(huì)影響其它線程的執(zhí)行，每個(gè)線程的連續(xù)運(yùn)行受到時(shí)間片的限制。

Go 語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)對(duì)協(xié)程的調(diào)度并不是搶占式的。如果單個(gè)協(xié)程通過(guò)死循環(huán)霸占了線程的執(zhí)行權(quán)，那這個(gè)線程就沒有機(jī)會(huì)去運(yùn)行其它協(xié)程了，你可以說(shuō)這個(gè)線程假死了。不過(guò)一個(gè)進(jìn)程內(nèi)部往往有多個(gè)線程，假死了一個(gè)線程沒事，全部假死了才會(huì)導(dǎo)致整個(gè)進(jìn)程卡死。

每個(gè)線程都會(huì)包含多個(gè)就緒態(tài)的協(xié)程形成了一個(gè)就緒隊(duì)列，如果這個(gè)線程因?yàn)槟硞€(gè)別協(xié)程死循環(huán)導(dǎo)致假死，那這個(gè)隊(duì)列上所有的就緒態(tài)協(xié)程是不是就沒有機(jī)會(huì)得到運(yùn)行了呢？Go 語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)調(diào)度器采用了 work-stealing 算法，當(dāng)某個(gè)線程空閑時(shí)，也就是該線程上所有的協(xié)程都在休眠（或者一個(gè)協(xié)程都沒有），它就會(huì)去其它線程的就緒隊(duì)列上去偷一些協(xié)程來(lái)運(yùn)行。也就是說(shuō)這些線程會(huì)主動(dòng)找活干，在正常情況下，運(yùn)行時(shí)會(huì)盡量平均分配工作任務(wù)。

我的線程數(shù)到底有多少？

默認(rèn)情況下，Go 運(yùn)行時(shí)會(huì)將線程數(shù)會(huì)被設(shè)置為機(jī)器 CPU 邏輯核心數(shù)。同時(shí)它內(nèi)置的 runtime 包提供了 GOMAXPROCS(n int) 函數(shù)允許我們動(dòng)態(tài)調(diào)整線程數(shù)，注意這個(gè)函數(shù)名字是全大寫。該函數(shù)會(huì)返回修改前的線程數(shù)，如果參數(shù) n <=0 ，就不會(huì)產(chǎn)生修改效果，等價(jià)于讀操作。

package main

import (
 "fmt" "runtime")

func main()  {
 fmt.Print(runtime.GOMAXPROCS(0))//獲取默認(rèn)線程數(shù) 8
 println("\n")
 runtime.GOMAXPROCS(10)//設(shè)置線程數(shù)為10
 fmt.Print(runtime.GOMAXPROCS(0))//獲取新線程數(shù) 10
}

關(guān)于Go中defer和panic以及recover的示例分析就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，可以學(xué)到更多知識(shí)。如果覺得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到。