深入理解Go語言中的閉包

閉包

在函數編程中經常用到閉包，閉包是什？它是怎么產生的及用來解決什么問題呢?先給出閉包的字面定義：閉包是由函數及其相關引用環(huán)境組合而成的實體(即：閉包=函數+引用環(huán)境)。這個從字面上很難理解，特別對于一直使用命令式語言進行編程的程序員們。

Go語言中的閉包

先看一個demo：

func f(i int) func() int {
 return func() int {
 i++
 return i
 }
}

函數f返回了一個函數，返回的這個函數就是一個閉包。這個函數中本身是沒有定義變量i的，而是引用了它所在的環(huán)境（函數f）中的變量i。

我們再看一下效果：

c1 := f(0)
c2 := f(0)
c1() // reference to i, i = 0, return 1
c2() // reference to another i, i = 0, return 1

c1跟c2引用的是不同的環(huán)境，在調用i++時修改的不是同一個i，因此兩次的輸出都是1。函數f每進入一次，就形成了一個新的環(huán)境，對應的閉包中，函數都是同一個函數，環(huán)境卻是引用不同的環(huán)境。

變量i是函數f中的局部變量，假設這個變量是在函數f的棧中分配的，是不可以的。因為函數f返回以后，對應的棧就失效了，f返回的那個函數中變量i就引用一個失效的位置了。所以閉包的環(huán)境中引用的變量不能夠在棧上分配。

escape analyze

在繼續(xù)研究閉包的實現(xiàn)之前，先看一看Go的一個語言特性：

func f() *Cursor {
 var c Cursor
 c.X = 500
 noinline()
 return c
}

Cursor是一個結構體，這種寫法在C語言中是不允許的，因為變量c是在棧上分配的，當函數f返回后c的空間就失效了。但是，在Go語言規(guī)范中有說明，這種寫法在Go語言中合法的。語言會自動地識別出這種情況并在堆上分配c的內存，而不是函數f的棧上。

為了驗證這一點，可以觀察函數f生成的匯編代碼：

MOVQ $type."".Cursor+0(SB),(SP) // 取變量c的類型，也就是Cursor
PCDATA $0,$16
PCDATA $1,$0
CALL ,runtime.new(SB) // 調用new函數，相當于new(Cursor)
PCDATA $0,$-1
MOVQ 8(SP),AX // 取c.X的地址放到AX寄存器
MOVQ $500,(AX) // 將AX存放的內存地址的值賦為500
MOVQ AX,"".~r0+24(FP)
ADDQ $16,SP

識別出變量需要在堆上分配，是由編譯器的一種叫escape analyze的技術實現(xiàn)的。

如果輸入命令：

go build --gcflags=-m main.go

可以看到輸出：

注意：最后兩行，標識c逃逸了，被移動到堆中。escape analyze可以分析出變量的作用范圍，這是對垃圾回收很重要的一項技術。

總結

以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作能帶來一定的幫助，如果有疑問大家可以留言交流。