面试题：Go语言defer在复杂嵌套与并发场景下的行为剖析

Question

假设我们有如下复杂的Go语言代码场景： ```go package main import ( "fmt" "sync" ) func nestedDefer() { var wg sync.WaitGroup wg.Add(2) go func() { defer func() { fmt.Println("goroutine1 defer") wg.Done() }() fmt.Println("goroutine1 start") defer fmt.Println("goroutine1 middle defer") for i := 0; i < 3; i++ { defer fmt.Printf("goroutine1 inner defer %d\n", i) } fmt.Println("goroutine1 end") }() go func() { defer func() { fmt.Println("goroutine2 defer") wg.Done() }() fmt.Println("goroutine2 start") defer fmt.Println("goroutine2 middle defer") for i := 0; i < 3; i++ { defer fmt.Printf("goroutine2 inner defer %d\n", i) } fmt.Println("goroutine2 end") }() wg.Wait() fmt.Println("main end") } ``` 请尽可能详细地描述这段代码可能的输出结果，并深入分析在这种嵌套和并发场景下，defer的执行顺序以及可能出现的问题和需要注意的要点。

Answer 1

可能的输出结果

由于这是并发执行的代码，每次运行的输出顺序可能会有所不同，但大致的输出模式如下：

1. 可能以 goroutine1 start 或 goroutine2 start 开始，因为两个 goroutine 是并发启动的。
2. 接着可能是另一个 goroutine 的 start 输出。
3. 然后两个 goroutine 中的 for 循环内的 inner defer 输出，由于 defer 是后进先出（LIFO），所以 goroutine1 inner defer 2、goroutine1 inner defer 1、goroutine1 inner defer 0 这样的顺序输出，goroutine2 同理，这部分输出顺序不定，取决于哪个 goroutine 先执行完 for 循环。
4. 之后是 goroutine1 middle defer 和 goroutine2 middle defer，这两个输出顺序不定。
5. 再之后是 goroutine1 end 和 goroutine2 end，顺序不定。
6. 最后是 goroutine1 defer 和 goroutine2 defer，顺序不定。
7. 最后输出 main end。

例如一种可能的输出：

goroutine1 start
goroutine2 start
goroutine1 inner defer 2
goroutine1 inner defer 1
goroutine1 inner defer 0
goroutine1 middle defer
goroutine1 end
goroutine1 defer
goroutine2 inner defer 2
goroutine2 inner defer 1
goroutine2 inner defer 0
goroutine2 middle defer
goroutine2 end
goroutine2 defer
main end

defer的执行顺序

1. 在单个 goroutine 内：defer 语句是按照后进先出（LIFO）的顺序执行的。例如在 goroutine1 中，for 循环内最后定义的 defer fmt.Printf("goroutine1 inner defer %d\n", i) 会最先执行，然后是 defer fmt.Println("goroutine1 middle defer")，最后是 defer func() { fmt.Println("goroutine1 defer"); wg.Done() }()。
2. 在并发场景下：不同 goroutine 之间的 defer 执行顺序是不确定的，取决于 goroutine 的调度顺序。

可能出现的问题

1. 资源泄漏：如果 defer 语句用于释放资源（如文件句柄、数据库连接等），而 goroutine 因为 panic 或未正确执行 defer 就退出，可能会导致资源泄漏。
2. 死锁：如果在 defer 语句中进行一些会阻塞的操作，并且这些操作依赖于其他 goroutine 释放资源，但其他 goroutine 也在等待当前 goroutine 执行 defer 释放资源，就可能导致死锁。例如，如果在 goroutine1 defer 中进行了一个阻塞操作，而这个操作需要 goroutine2 释放某个资源，同时 goroutine2 defer 中也有阻塞操作依赖 goroutine1 释放资源，就会造成死锁。

需要注意的要点

1. 资源管理：确保在 defer 中正确释放资源，特别是在可能发生 panic 的情况下。可以使用 recover 在 defer 函数中捕获 panic 并进行适当处理，保证资源释放。
2. 并发安全：在 defer 语句中执行的操作要考虑并发安全，避免数据竞争。如果 defer 操作涉及共享资源，需要使用适当的同步机制（如互斥锁等）。
3. 避免阻塞：尽量避免在 defer 中进行长时间阻塞的操作，防止影响整个程序的并发性能和可能导致死锁。