Defer, Panic, and Recover[翻译]

• 原文： http://golang.org/doc/articles/defer_panic_recover.html (被墙)
• 中文： http://zh-golang.appsp0t.com/doc/articles/defer_panic_recover.html

Go语言提供一般的流程控制语句: if,for,switch,goto. 同时它还提供go语句来执行一个 goroutine. 这里我们将介绍几个不太常见的语句: defer,panic,和 recover.

一个 defer 调用的函数将被暂时保存到调用列表中. 保存的调用列表在当前环境返回的时候被执行. Defer 一般可以用于简化代码,执行各种清理操作.

让我们演示一个文件复制的例子: 函数需要打开两个文件,然后将其中一个文件的内容复制到另一个文件:

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
}

上面的代码虽然能够工作,但是隐藏一个bug. 如果第二个os.Open调用失败,那么会在没有释放 source文件资源的情况下返回. 虽然我们可以通过在第二个返回语句前添加src.Close()调用 来修复这个bug; 但是当代码变得复杂时,类似bug将很难被发现和修复. 通过defer语句,我们可以确保 每个文件被关闭:

func CopyFile(dstName,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)
}

Defer语言可以让我们在打开文件时就思考如何关闭文件. 不管函数如何返回,文件关闭语句始终会被执行.

Defer语句的行为简单且可预测. 有三个基本原则:

1. 当defer调用函数的时候,函数用到的每个参数和变量的值也会被计算

在这个例子中,表达式"i"的值将在defer fmt.Println(i)时被计算. Defer将会在 当前函数返回的时候打印"0".

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

2. Defer调用的函数将在当前函数返回的时候,以后进先出的顺序执行.

下面的函数将输出"3210":

func b() {
	for i := 0; i < 4; i++ {
		defer fmt.Print(i)
	}
}

3. Defer调用的函数可以在返回语句执行后读取或修改命名的返回值.

在这个例子中,defer语句将会在当前函数返回后将i增加1. 实际上,函数会返回2:

func c() (i int) {
	defer func() { i++ }()
	return 1
}

利用该特性,我们可以方便修改函数的错误返回值. 以后应该可以看到类似的例子.

Panic 是一个内置的函数: 停止当前控制流,然后开始panicking. 当F函数调用panic,F函数将停止执行后续的普通语句,但是之前的defered函数调用仍然被正常执行,然后再返回到F的调用者. 对于F函数的调用者,F 的行为和直接调用panic函数类似. 以上的处理流程会一直沿着调用栈回朔,直到 当前的goroutine返回引起程序崩溃! Panics可以通过直接调用panic方式触发,也可以由某些运行时 错误触发,例如: 数组的越界访问.

Recover 也是一个内置函数: 用于从 panicking 恢复. Recover 和 defer 配合使用会非常有用. 对于一个普通的执行流程,调用recover将返回nil,也没有任何效果. 但如果当前goroutine处于 panicking状态,recover调用会捕获触发panic时的参数,并且恢复到正常的执行流程.

下面的例子演示了 panic 和 defer 配合使用的技术:

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有一个整型参数i,在参数i大于3时将触发panic异常,否则将以i+1为参数递归调用自己. 函数f通过defers中调用recover来捕获异常,并输出触发异常的参数(如果不是nil的话). 在查看 输出结果前,读者可以自己现预测一下输出结果.

程序的输出:

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.

如果我们从函数f中移除 deferred 语句,panic在扩散到goroutine栈顶前将不会被捕获,最终会引起 程序崩溃. 下面是修改后的输出结果:

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
panic: 4

panic PC=0x2a9cd8
[stack trace omitted]

一个真实的panic 和 recover配合使用的用例可以参考标准库: json package. 它提供JSON格式的解码,当 遇到非法格式的输入时会抛出panic异常,然后panicking扩散到上一级调用者堆栈,由上一级调用者通过recover捕获panic和错误信息(参考 decode.go 中的 'error' 和 'unmarshal').

Go库的实现习惯: 即使在pkg内部使用了panic,但是在导出API时会被转化为明确的错误值.

另一个使用 defer 的场景是释放 mutex (参考前面给出的file.Close()例子):

mu.Lock()
defer mu.Unlock()

打印页眉和页脚：

printHeader()
defer printFooter()

更多.

总而言之,defer 语句(不管是否包含panic 和 recover)提供了一种不同寻常且十分强大的控制流机制. 它可以用于模拟一些其他语言中的某些特殊的语法结构. 享受defer带来的便利吧!

（编辑：李大同）

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