面试题：Go中defer和recover在复杂函数结构中的应用

Question

假设有一个多层嵌套调用的Go函数结构，最外层函数调用中层函数，中层函数再调用内层函数。在内层函数可能会因为某些条件触发panic。请设计代码，通过defer和recover机制，在最外层函数捕获并处理内层函数的panic，同时确保中层函数在出现panic时能正确清理相关资源（例如关闭文件描述符）。说明代码逻辑以及defer和recover在其中的作用。

Answer 1

package main

import (
    "fmt"
)

// 模拟内层函数，可能触发 panic
func innerFunction() {
    panic("Inner function panic")
}

// 中层函数，调用内层函数，并负责清理资源
func middleFunction() {
    // 模拟打开文件描述符
    fmt.Println("Middle function: Opening file descriptor")
    defer func() {
        // 模拟关闭文件描述符
        fmt.Println("Middle function: Closing file descriptor")
    }()
    innerFunction()
}

// 最外层函数，捕获并处理内层函数的 panic
func outerFunction() {
    defer func() {
        if r := recover(); r != nil {
            fmt.Printf("Outer function caught panic: %v\n", r)
        }
    }()
    middleFunction()
}

代码逻辑

1. innerFunction：这是最内层函数，它简单地触发一个 panic。
2. middleFunction：此函数调用 innerFunction。同时，它通过 defer 语句注册了一个匿名函数，用于在函数结束时清理资源（这里简单地打印关闭文件描述符的信息）。无论 innerFunction 是否触发 panic，这个 defer 函数都会在 middleFunction 结束时执行。
3. outerFunction：这是最外层函数，它调用 middleFunction。通过 defer 语句注册了一个匿名函数，在这个匿名函数中使用 recover 来捕获可能来自内层函数的 panic。如果捕获到 panic，则打印出相关信息。

defer 和 recover 的作用

1. defer：
   • 在 middleFunction 中，defer 用于注册资源清理函数。无论函数是正常结束还是因为 panic 而结束，defer 注册的函数都会被执行，确保资源（如文件描述符）被正确清理。
   • 在 outerFunction 中，defer 用于注册一个匿名函数，这个匿名函数用于捕获 panic。defer 的特性保证了这个捕获逻辑在函数即将结束时执行，无论函数是正常结束还是因为 panic 而结束。
2. recover：
   • 在 outerFunction 的 defer 匿名函数中，recover 用于捕获 panic。当内层函数触发 panic 时，recover 可以使程序从 panic 状态中恢复，避免程序崩溃，并允许外层函数对 panic 进行处理。

func main() {
    outerFunction()
    fmt.Println("Program continues after handling panic")
}

在 main 函数中调用 outerFunction，可以看到程序在捕获并处理 panic 后继续执行。