15. 闭包分析

闭包的定义
闭包是由函数及其相关的引用环境组合而成的实体(即：闭包=函数+引用环境)。
引用环境的定义
在函数式语言中，当内嵌函数体内引用到体外的变量时，将会把定义时涉及到的引用环境和函数体打包成一个整体（闭包）返回。现在给出引用环境的定义就容易理解了：引用环境是指在程序执行中的某个点所有处于活跃状态的约束（一个变量的名字和其所代表的对象之间的联系）所组成的集合。闭包的使用和正常的函数调用没有区别。
由于闭包把函数和运行时的引用环境打包成为一个新的整体，所以就解决了函数编程中的嵌套所引发的问题。当每次调用包含闭包的函数时都将返回一个新的闭包实例，这些实例之间是隔离的，分别包含调用时不同的引用环境现场。不同于函数，闭包在运行时可以有多个实例，不同的引用环境和相同的函数组合可以产生不同的实例。

闭包与逃逸分析
闭包可能会导致变量逃逸到堆上来延长变量的生命周期，给 GC 带来压力。

可以执行一下如下指令：
go build -gcflags “-N -l -m” closure
看下结果

闭包与外部函数的生命周期
内函数对外函数的变量的修改，是对变量的引用。共享一个在堆上的变量。 变量被引用后，它所在的函数结束，这变量也不会马上被销毁。相当于变相延长了函数的生命周期。
看个例子：
func AntherExFunc(n int) func() {
n++
return func() {
fmt.Println(n)
}
}

func ExFunc(n int) func() {
return func() {
n++
fmt.Println(n)
}
}

func main() {
myAnotherFunc:=AntherExFunc(20)
fmt.Println(myAnotherFunc) //0x48e3d0 在这儿已经定义了n=20 ，然后执行++ 操作，所以是21 。
myAnotherFunc() //21 后面对闭包的调用，没有对n执行加一操作，所以一直是21
myAnotherFunc() //21

myFunc:=ExFunc(10)<br />    fmt.Println(myFunc)  //0x48e340   这儿定义了n 为10<br />    myFunc()       //11  后面对闭包的调用，每次都对n进行加1操作。<br />    myFunc()       //12

}
（3）通过for循环的案例分析闭包对引用环境中变量的调用问题
func main() {
s := []string{“a”, “b”, “c”}
for , v := range s {
go func() {
fmt.Println(v)
}()
}
time.Sleep(time.Second 1)
}
结果会是什么呢？ a, b, c? 错了，结果是 c, c, c。为什么呢？
这是因为for语句里面中闭包使用的v是外部的v变量，当执行完循环之后，v最终是c,所以输出了 c, c, c。 如果你去执行，有可能也不是这个结果。 输出这个结果的前提是“在主协程执行完for之后，定义的子协程 才开始执行，如果for过程中，子协程执行了，结果就可能不是c， c，c”。 输出的结果依赖于子协程执行时的那一刻，v是什么。
*之前 这个地方留了个疑问，是否是主协程中有闭包时，应该会先把闭包定义好，先不执行，当主协程执行完之后，再执行闭包所在的协程，此时协程使用环境变量v？？？
答案： 不是。
看下面的程序便知：
func main() {
s := []string{“a”, “b”, “c”}
for , v := range s {
go func() {
fmt.Println(v)
}()
time.Sleep(time.Second 3)
}
fmt.Println(“main routine”)
time.Sleep(time.Second 1) // 阻塞模式
}
此时输出的就是 a, b, c , main routine
为什么这次有正常了呢？ 这是因为在for循环中执行了sleep， 让每次for循环中新定义的子协程有时间执行，子协程执行时获取环境中的变量v, 那么每次就会是本次循环执行时变量v的实际值。
如果想输出b, b, c 呢？可以看下面的代码：
func main() {
s := []string{“a”, “b”, “c”}
for k, v := range s {
go func() {
fmt.Println(v)
}()
// 在执行到第二次时，sleep一会，此时已经定义的两个子协程得到执行，而此时的v为b
if k == 1 {
time.Sleep(time.Second 3)
}
}
fmt.Println(“main routine”)
time.Sleep(time.Second 1) // 阻塞模式
}
最开始的for程序如果想输出a,b,c还有一种解决方法：
只需要每次将变量v的拷贝传进函数即可，但此时就不是使用的上下文环境中的变量了。
func main() {
s := []string{“a”, “b”, “c”}
for _, v := range s {
go func(v string) {
fmt.Println(v)
}(v) //每次将变量 v 的拷贝传进函数
}
select {}
}
（4）当closure所在函数重新调用时，其closure是新的，其context引用的变量也是重新在heap定义过的。
func main() {
nextInt := intSeq()
println(unsafe.Pointer(&nextInt))
println(nextInt()) // 1
println(nextInt()) // 2
println(nextInt()) // 3

newInts := intSeq()<br />    println(unsafe.Pointer(&newInts))<br />    println(newInts()) // 1

}

func intSeq() func() int {
i := 0
println(“closure init———————“)
println(unsafe.Pointer(&i))
return func() int {
i += 1
println(“in closure”)
println(unsafe.Pointer(&i))
return i
}
}
看下结果：
closure init——————— 0xc00001a068 0xc000042778 in closure 0xc00001a068 1 in closure 0xc00001a068 2 in closure 0xc00001a068 3 closure init——————— 0xc00001a080 0xc000042780 in closure 0xc00001a080 1
5 延迟调用与闭包
defer 调用会在当前函数执行结束前才被执行，这些调用被称为延迟调用 。defer 中使用匿名函数依然是一个闭包。
package main

import “fmt”

func main() {
x, y := 1, 2

defer func(a int) { <br />        fmt.Printf("x:%d,y:%d\n", a, y)  // y 为闭包引用<br />    }(x)      // 复制 x 的值
x += 100<br />    y += 100<br />    fmt.Println(x, y)<br />}<br />输出结果是<br />101 102 x:1,y:102