深入理解 Go 中的 defer、panic 、日志管理与WebAssembly
深入理解 Go 中的 defer、panic 、日志管理与WebAssembly
延迟执行 (defer) 关键字的使用
在 Go 语言中，defer 关键字用于推迟某个函数的执行，直到其所在的外层函数即将返回时才执行。这在文件输入输出操作中非常有用，因为它允许你在打开文件后直接将关闭文件的操作放在附近，从而避免忘记关闭文件。defer 可以让你的代码更加简洁、可读。虽然在后续章节中我们将讨论 defer 在文件操作中的应用，本文先介绍 defer 在其他场景中的两种用法。
defer 的执行顺序
一个非常重要的点是，defer 语句会按照后进先出的顺序（LIFO）执行。这意味着，如果你在同一个函数中依次 defer 了 f1()、f2() 和 f3()，那么在函数返回时，f3() 将会先执行，接着是 f2()，最后是 f1()。
为了更好地理解 defer 的工作机制，下面是一个简单的 Go 代码示例：
package main import ( "fmt" ) func d1() { for i := 3; i > 0; i-- { defer fmt.Print(i, " ") } } 除了 import 块外，上面的代码实现了一个名为 d1() 的函数，其中包含一个 for 循环和一个 defer 语句。defer 将会在循环体内执行三次。
接下来是程序的第二部分：
func d2() { for i := 3; i > 0; i-- { defer func() { fmt.Print(i, " ") }() } fmt.Println() } 在这个部分的代码中，你可以看到另一个名为 d2() 的函数实现。它同样包含一个 for 循环和一个 defer 语句，但这次 defer 应用于一个匿名函数，而不是直接调用 fmt.Print()。匿名函数没有参数，因此每次循环都会捕获 i 的当前值。
最后一部分代码如下：
func d3() { for i := 3; i > 0; i-- { defer func(n int) { fmt.Print(n, " ") }(i) } } func main() { d1() d2() fmt.Println() d3() fmt.Println() } 在这个部分，main() 函数调用了 d1()、d2() 和 d3() 函数。在 d3() 中，匿名函数带有一个参数 n，并且在每次 defer 时，将 i 的当前值传递给了该匿名函数。执行整个程序时，输出如下：
1 2 3 0 0 0 1 2 3 你可能觉得这个输出很难理解，因为 defer 的操作和结果可能有些让人迷惑。我们来解释一下这些输出，以帮助你更好地理解。
结果分析
首先，输出的第一行 1 2 3 是由 d1() 函数生成的。在 d1() 中，i 的值按顺序是 3、2、1，但由于 defer 的执行顺序是 LIFO，因此在 d1() 返回时，值按相反顺序输出。
接下来是由 d2() 生成的第二行输出 0 0 0。为什么不是 1 2 3？原因在于，for 循环结束时，i 的值为 0，而匿名函数是在 for 循环结束后才执行的，因此 i 的值为 0 时，匿名函数被执行了三次，结果是三个 0。
最后，第三行 1 2 3 是由 d3() 生成的。因为匿名函数带有参数 n，每次 defer 时 i 的值会被传递给匿名函数，因此 defer 的匿名函数捕获了不同的 i 值，输出了正确的顺序 1 2 3。
因此，最好的 defer 使用方法是像 d3() 那样，通过显式传递所需的参数来避免混淆。
日志中的 defer 使用
defer 还可以应用于日志记录，帮助你在程序中更好地组织日志信息。通过在函数开头和返回前分别记录开始和结束日志，你可以确保所有日志输出都是成对的。这样可以让日志信息更加清晰，易于查找。
例如，以下代码展示了如何使用 defer 记录函数的开始和结束日志：
package main import ( "fmt" "log" "os" ) var LOGFILE = "/tmp/mGo.log" func one(aLog *log.Logger) { aLog.Println("-- 函数 one 开始 --") defer aLog.Println("-- 函数 one 结束 --") for i := 0; i < 10; i++ { aLog.Println(i) } } 这个 one() 函数使用了 defer，确保第二个 aLog.Println() 在函数返回前被执行，因此日志输出会被封装在两个日志调用之间，使得日志信息更具可读性。
接下来是另一个类似的函数 two()：
func two(aLog *log.Logger) { aLog.Println("---- 函数 two 开始 ----") defer aLog.Println("-- 函数 two 结束 --") for i := 10; i > 0; i-- { aLog.Println(i) } } two() 函数也使用了 defer 来组织日志信息，这次的日志内容略有不同，但原理相同。
最后，我们看看 main() 函数的实现：
func main() { f, err := os.OpenFile(LOGFILE, os.O_APPEND|os.O_CREATE|os.O_WRONLY, 0644) if err != nil { fmt.Println(err) return } defer f.Close() iLog := log.New(f, "logDefer ", log.LstdFlags) iLog.Println("程序开始！") one(iLog) two(iLog) iLog.Println("程序结束！") } 这里，我们打开了一个日志文件，并使用 defer 确保文件在程序结束时被关闭。运行这个程序并查看日志文件的内容，你会发现以下输出：
logDefer 2019/01/19 21:15:11 -- 函数 one 开始 -- logDefer 2019/01/19 21:15:11 0 logDefer 2019/01/19 21:15:11 1 ... logDefer 2019/01/19 21:15:11 -- 函数 one 结束 -- logDefer 2019/01/19 21:15:11 ---- 函数 two 开始 ---- logDefer 2019/01/19 21:15:11 10 logDefer 2019/01/19 21:15:11 9 ... logDefer 2019/01/19 21:15:11 -- 函数 two 结束 -- 这样，通过 defer，日志信息可以成对显示，使日志更加清晰，便于调试。
panic 和 recover
接下来，我们讨论一个稍微复杂点的机制：panic() 和 recover()。panic() 是 Go 语言中的内建函数，它会中断当前程序的正常执行，并进入恐慌状态。而 recover() 则允许你在发生恐慌后重新获得控制权。
以下是一个展示这两者使用的示例：
package main import "fmt" func a() { fmt.Println("进入 a()") defer func() { if c := recover(); c != nil { fmt.Println("在 a() 中恢复！") } }() fmt.Println("即将调用 b()") b() fmt.Println("b() 已退出！") } func b() { fmt.Println("进入 b()") panic("b() 中的恐慌！") } func main() { a() fmt.Println("main() 已结束！") } 运行这段代码会得到以下输出：
进入 a() 即将调用 b() 进入 b() 在 a() 中恢复！ main() 已结束！ 在这个例子中，b() 中调用了 panic()，但由于 a() 中有一个 recover()，程序得以从恐慌中恢复，并且继续执行剩下的代码。
使用 panic() 处理错误
在某些情况下，你可能只想使用 panic() 来强制终止程序。以下代码
展示了这种情况：
package main import ( "fmt" "os" ) func main() { if len(os.Args) == 1 { panic("参数不足！") } fmt.Println("感谢提供参数！") } 当没有提供命令行参数时，程序将输出以下内容并中止：
panic: 参数不足！ panic() 是一种直接处理错误的方式，但请记住，如果不使用 recover()，panic() 会使程序立即崩溃。
UNIX 调试工具
当程序出现问题时，有时我们不希望通过修改代码来添加大量的调试信息。这时可以借助 UNIX 下的工具，如 strace 和 dtrace，来跟踪程序的系统调用并找出问题所在。
strace 工具
strace 是一个用于跟踪 Linux 系统中系统调用和信号的工具。你可以使用它来查看某个程序在运行时所执行的系统调用。例如，运行 strace ls 会输出如下内容：
execve("/bin/ls", ["ls"], [/* 15 vars */]) = 0 dtrace 工具
dtrace 是 macOS 和 FreeBSD 系统中的另一个强大工具，允许你监视系统中正在运行的程序而无需修改代码。例如，使用 dtruss godoc 命令可以跟踪 godoc 程序的系统调用。
检查 Go 语言环境
Go 语言提供了 runtime 包，用于查看当前 Go 环境的信息。以下代码展示了如何使用 runtime 获取系统信息：
package main import ( "fmt" "runtime" ) func main() { fmt.Println("使用的编译器:", runtime.Compiler) fmt.Println("系统架构:", runtime.GOARCH) fmt.Println("Go 语言版本:", runtime.Version()) fmt.Println("CPU 数量:", runtime.NumCPU()) fmt.Println("当前 Goroutines 数量:", runtime.NumGoroutine()) } 运行这段代码，你可以得到当前使用的编译器、系统架构、Go 版本等信息。
WebAssembly 的生成与使用
Go 支持将代码编译为 WebAssembly（Wasm），这是一种面向虚拟机的高效执行格式，适用于多种平台。以下是一个简单的 Go 代码示例，它将会被编译为 WebAssembly：
package main import ( "fmt" ) func main() { fmt.Println("生成 WebAssembly 代码！") } 使用以下命令将其编译为 WebAssembly：
$ GOOS=js GOARCH=wasm go build -o main.wasm toWasm.go 生成的 main.wasm 文件可以在支持 WebAssembly 的浏览器中运行。你还需要加载 wasm_exec.js 文件，来帮助浏览器运行 WebAssembly。
以下是一个简单的 index.html 文件，包含用于加载和运行 WebAssembly 的代码：
<!DOCTYPE html> <html> <head> <meta charset="utf-8"> <title>Go 和 WebAssembly</title> </head> <body> <script src="wasm_exec.js"></script> <script> const go = new Go(); WebAssembly.instantiateStreaming(fetch("main.wasm"), go.importObject).then((result) => { go.run(result.instance); }); </script> </body> </html> 编写高质量的 Go 代码的建议
本文最后总结了一些实用的建议，帮助你编写高质量的 Go 代码：
- 当函数中出现错误时，要么记录错误，要么返回错误，不要同时做这两件事，除非有特殊理由。
- Go 接口定义的是行为，而不是数据。
- 使用
io.Reader和io.Writer接口，使代码更具扩展性。 - 只有在必要时才传递变量的指针，其他时候直接传递值。
- 错误类型不是字符串，它是
error类型。 - 不要在生产环境中测试代码，除非有特殊理由。
- 如果不熟悉某个 Go 特性，先做测试再用，尤其是大规模应用时。
- 不要害怕犯错，尽量多做实验，实践是最好的学习方式。
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腾讯云开发者
