面试题：Go语言defer性能底层原理剖析

defer语句对函数调用栈的性能影响

额外开销：当函数中包含defer语句时，在函数执行时会为defer语句创建一个defer记录（defer record），并将其压入defer栈。这个过程会带来一定的栈空间开销和压栈操作的时间开销。例如：

func testDefer() {
    for i := 0; i < 10000; i++ {
        defer fmt.Println(i)
    }
}

在这个函数中，每次循环都要创建一个defer记录并压栈，随着循环次数增加，栈空间开销和操作时间也会增加。

延迟执行时机：defer语句中的函数或方法会在函数正常返回或者发生panic时才会执行，并且是按照后进先出（LIFO）的顺序执行。这意味着如果defer语句中的操作比较耗时，可能会导致函数返回延迟，影响整体性能。比如：

func longRunningDefer() {
    defer func() {
        time.Sleep(time.Second)
    }()
    // 函数主体逻辑
}

在这个例子中，函数主体执行完毕后，还要等待defer中的睡眠操作完成才能真正返回，这会增加函数的整体执行时间。

defer语句对垃圾回收的性能影响

延迟对象释放：如果defer语句中引用了函数内创建的对象，那么这些对象在函数正常返回或panic前不会被垃圾回收。因为defer语句中的代码持有对象的引用，导致垃圾回收器无法回收这些对象，从而可能会造成短暂的内存占用增加。例如：

func deferAndGC() {
    data := make([]byte, 1024*1024) // 创建1MB的字节切片
    defer func() {
        // 这里对data有引用，data在defer执行完前不会被回收
        fmt.Println(len(data))
    }()
    // 函数主体逻辑，此时data已经占用内存，但在defer执行完前不能被回收
}

增加垃圾回收压力：如果在循环中频繁使用defer，可能会导致大量对象延迟释放，在defer集中执行时，可能会给垃圾回收器带来较大压力，影响垃圾回收的效率。例如：

func deferInLoop() {
    for i := 0; i < 10000; i++ {
        data := make([]byte, 1024)
        defer func() {
            fmt.Println(len(data))
        }()
    }
}

在这个循环中，每次迭代都创建了一个新的字节切片，并通过defer引用，这些对象在循环结束后才可能被回收，可能导致垃圾回收压力增大。

优化defer使用提升性能的方法

减少不必要的defer：避免在循环中使用defer，除非必要。如果可以在循环内完成相关操作，尽量不使用defer。例如，将上面的testDefer函数优化为：

func testNoDefer() {
    var results []int
    for i := 0; i < 10000; i++ {
        results = append(results, i)
    }
    for _, v := range results {
        fmt.Println(v)
    }
}

这样避免了循环内的defer压栈开销。

尽早释放资源：如果defer语句只是为了释放资源（如文件句柄等），可以考虑在资源使用完毕后尽早释放，而不是依赖defer。例如：

func readFile() {
    file, err := os.Open("test.txt")
    if err != nil {
        return
    }
    defer file.Close()
    // 读取文件逻辑
    // 读取完成后，这里可以手动提前关闭文件，避免defer延迟关闭
    file.Close()
}

这样在读取完成后立即关闭文件，减少了defer延迟关闭可能带来的资源占用时间。

合并defer操作：如果有多个defer操作，尽量合并为一个。例如：

func multipleDefer() {
    defer func() {
        // 合并多个清理操作
        fmt.Println("清理操作1")
        fmt.Println("清理操作2")
    }()
    // 函数主体逻辑
}

这样减少了defer栈的记录数量，降低栈空间开销。

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面试题：Go语言defer性能底层原理剖析

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