Как работает функция Defer в Golang

В Golang, благодаря появлению целого ряда новых средств и инструментов, которыми не могут похвастать другие языки серверного программирования, реализована очень мощная и гибкая модель функционального программирования. Одним из таких нововведений является функция отложенного вызова Defer.

Для тех, кто только знакомится с Golang, возможно, будет полезно почитать сначала эти статьи:

• Конкурентность и параллелизм в Golang. Горутины.
• Обработка ошибок в Golang с помощью Panic, Defer и Recover
• Введение в каналы Golang

Итак, рассмотрим функцию отложенного вызова defer, в частности, с точки зрения гибкости, которую они придают приложению. Характеристики defer:

1. Она указывает внутренней функции на выполнение перед выходом из внешней функции.
2. Всегда выполняется независимо от потока выполнения следующих функций.
3. Как внутренняя функция она может быть помещена в любое место во внешней функции.
4. Возможно несколько вызовов функции с defer.
5. Может использоваться для освобождения ресурсов функции.

Освобождение ресурсов в коде

Представим такой сценарий, где пользователь пытается получить доступ к файловой системе. Ему нужно открыть файл и прочитать, что в нём находится, а также выполнить ряд действий над его содержимым. Открыв подключение к файлу и прочитав его содержимое, нужно закрыть подключение.

Для выполнения нескольких задач можно было бы воспользоваться сложными функциями с множеством ключевых слов return внутри каждой из них. При возврате из функции может потребоваться выполнить кое-какие задачи по очистке.

К числу таких задач могут относиться:

1. Закрытие подключения к файлу.
2. Закрытие подключения к базе данных.
3. Отмена подписки на события.
4. Очистка ресурса в ситуациях, связанных с появлением ошибки.

Каждый разработчик будет стремиться к тому, чтобы такие очистки проводились до завершения функции. При этом могут возникать неожиданные ситуации, когда функция возвращает значение в обход обычного маршрута завершения. Во всех этих ситуациях нужен механизм, обеспечивающий выполнение очистки. Работая в сложных приложениях реального времени, разработчик может упускать места и сценарии, где требуется код, связанный с очисткой. Давайте обратимся к конкретному примеру, чтобы разобраться во всём этом.

Ссылка здесь.

Здесь мы пытаемся получить доступ к содержимому файла. После его прочтения нужно закрыть подключение к файлу. Посмотрите на большую функцию, выполняющую несколько действий над поступающими данными. В соответствии с данными от файловой системы, она определяет внутри функции множественный «возврат». Прежде чем выходить из функции, нужно убедиться, что файл закрыт. Так что file.Close() пришлось бы вставлять сразу в несколько частей кода. Посмотрите на следующий код, чтобы было понятнее.

func GetFileContent() string {

	file, _ := os.Open("./FileContent/sampleFile.txt")

	data := make([]byte, 100)

	file.Read(data)

	dataString := string(data)

	fmt.Printf(dataString)

  if(dataString == "Mayank") {

    file.Close()

    return "Mayank";

  } else {

    file.Close()

    return "Anshul"

  }

}

Внутри этой функции у нас множественный возврат. А это значит, что файл придётся закрывать в нескольких местах и сложность кода будет только увеличиваться. Разработчику надо быть внимательным: из-за усложнения кода он может упустить ту его часть, где требуется освобождение ресурсов.

Работа с функцией defer

Итак, рассмотренный нами код описывает сценарий, который ведет к усложнению программы. Но как может помочь решить эту проблему функция с defer? Любая вызываемая функция с ключевым словом defer будет выполнена до завершения текущей функции. Код для добавления функции defer очень простой:

func InvokeDeferFunction() {

  defer DeferFunctionCall()

  fmt.Println("Defer Function Still Not Called...")

}



func DeferFunctionCall() {

  fmt.Println("Defer Function is called after function call...")

}

Здесь важны два пункта:

1. Ключевое слово defer добавляется перед DeferFunctionCall().
2. Функция defer добавляется в начало выполнения функции.

Вывод такой:

Несмотря на то, что функция defer добавлена в начало, она не была выполнена: она выполняется, когда завершается текущая функция. Функция с defer была вызвана перед выходом из текущей функции InvokeDeferFunction. Мы можем использовать эту особенность и расположить в стеке функции отложенного вызова, которые будут выполняться перед выходом. Можете поэкспериментировать с этим по ссылке.

Добавление нескольких функций defer

Таких функций defer, выполнение которых должно произойти до завершения текущей функции, может быть несколько. Причём у каждой из них будут свои особенности. Давайте включим в код несколько таких функций defer:

package main



import "fmt"



func main() {

  InvokeDeferFunction()

}



func InvokeDeferFunction() {

  defer DeferFunctionCall()

  defer OtherDeferFunctionCall()

  fmt.Println("Still executing InvokeDeferFunction")

}



func DeferFunctionCall() {

  fmt.Println("Defer Function Called...")

}



func OtherDeferFunctionCall() {

  fmt.Println("Other Defer Function called...")

}

Здесь несколько таких функций defer, как только завершается текущая функция, располагаются в стеке, организованном по принципу LIFO: последняя добавленная функция будет первой на выполнение. Вот какой вывод будет у этого кода:

Можно отметить два обстоятельства:

1. Вызываются несколько функций defer.
2. Функция defer, добавленная в конец, будет вызвана первой.

Поэкспериментировать предлагаю в этом виртуальном редакторе:

Ссылка здесь

Работа с файловыми ресурсами

Вернёмся к нашему первому примеру с чтением файла. Теперь мы можем переписать код, используя функцию defer. Посмотрите, как выглядит код в этом случае:

func GetFileContent() string {

 file, _ := os.Open("./FileContent/sampleFile.txt")

  defer file.Close()

 data := make([]byte, 100)

 file.Read(data)

 dataString := string(data)

 fmt.Printf(dataString)

  if(dataString == "Hello Mayank") {

    return "Mayank";

  } else {

    return "Anshul"

  }

}

Мы добавили функцию отложенного вызова, которая будет вызывать выполнение кода для закрытия подключения к файлу. В функции есть ключевое слово defer, поэтому она будет вызвана в конце. Не важно, по какому пути выполнения следует эта функция: функция закрытия файла всегда будет выполняться.

При этом код будет лёгким, так как:

1. Функцию для удаления/закрытия ресурсов можно поставить на то же место, где она находилась. При открытии файла или подключении к базе данных можно добавить в следующей строке внутреннюю функцию для закрытия ресурсов: так разработчик не забудет об этом, даже если конструкция функции очень сложная.
2. У каждой функции defer могут быть свои задачи в коде. Одна функция defer может заниматься извлечением файловых ресурсов, другая — закрытием сетевого подключения. Так что у нас здесь что-то вроде разделения труда.

Обработка ошибок с помощью defer

Возможно, важнейшая особенность ключевого слова defer, помогающая пользователям справляться с ошибками. Обработка ошибок производится с использованием следующих ключевых слов:

1. Panic
2. Defer
3. Recover

Интересно, как с помощью ключевого слова defer происходит обработка ошибок в Golang? Подробно ознакомиться с этим можно в следующей статье:

Обработка ошибок в Golang с помощью Panic, Defer и Recover

Заключение

Существует также много других средств и инструментов, которые могут использовать преимущества функции defer и добавить мощи программам на Golang. Надеюсь, вам понравилась статья.