閉包

在函數(shù)編程中經(jīng)常用到閉包，閉包是什？它是怎么產(chǎn)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(shù)及其相關(guān)引用環(huán)境組合而成的實(shí)體(即：閉包=函數(shù)+引用環(huán)境)。這個(gè)從字面上很難理解，特別對于一直使用命令式語言進(jìn)行編程的程序員們。

Go語言中的閉包

先看一個(gè)demo：

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

函數(shù)f返回了一個(gè)函數(shù)，返回的這個(gè)函數(shù)就是一個(gè)閉包。這個(gè)函數(shù)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(shù)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(diào)用i++時(shí)修改的不是同一個(gè)i，因此兩次的輸出都是1。函數(shù)f每進(jìn)入一次，就形成了一個(gè)新的環(huán)境，對應(yīng)的閉包中，函數(shù)都是同一個(gè)函數(shù)，環(huán)境卻是引用不同的環(huán)境。

變量i是函數(shù)f中的局部變量，假設(shè)這個(gè)變量是在函數(shù)f的棧中分配的，是不可以的。因?yàn)楹瘮?shù)f返回以后，對應(yīng)的棧就失效了，f返回的那個(gè)函數(shù)中變量i就引用一個(gè)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(shí)現(xiàn)之前，先看一看Go的一個(gè)語言特性：

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

Cursor是一個(gè)結(jié)構(gòu)體，這種寫法在C語言中是不允許的，因?yàn)樽兞縞是在棧上分配的，當(dāng)函數(shù)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(nèi)存，而不是函數(shù)f的棧上。

為了驗(yàn)證這一點(diǎn)，可以觀察函數(shù)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(diào)用new函數(shù)，相當(dāng)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(nèi)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(shù)實(shí)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(biāo)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(xiàng)技術(shù)。

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)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。

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