3.6 闭包的实现

    闭包是函数式语言中的概念，没有研究过函数式语言的用户可能很难理解闭包的强大，相关的概念超出了本书的范围。Go语言是支持闭包的，这里只是简单地讲一下在Go语言中闭包是如何实现的。

    函数f返回了一个函数，返回的这个函数，返回的这个函数就是一个闭包。这个函数中本身是没有定义变量i的，而是引用了它所在的环境（函数f）中的变量i。

    2. c2 := f(0)
    3. c1()    // reference to i, i = 0, return 1
    4. c2()    // reference to another i, i = 0, return 1

    c1跟c2引用的是不同的环境，在调用i++时修改的不是同一个i，因此两次的输出都是1。函数f每进入一次，就形成了一个新的环境，对应的闭包中，函数都是同一个函数，环境却是引用不同的环境。

    在继续研究闭包的实现之前，先看一看Go的一个语言特性：

    Cursor是一个结构体，这种写法在C语言中是不允许的，因为变量c是在栈上分配的，当函数f返回后c的空间就失效了。但是，在Go语言规范中有说明，这种写法在Go语言中合法的。语言会自动地识别出这种情况并在堆上分配c的内存，而不是函数f的栈上。

    为了验证这一点，可以观察函数f生成的汇编代码：

    1. MOVQ    $type."".Cursor+0(SB),(SP)    // 取变量c的类型，也就是Cursor
    2. PCDATA    $0,$16
    3. PCDATA    $1,$0
    4. CALL    ,runtime.new(SB)    // 调用new函数，相当于new(Cursor)
    5. PCDATA    $0,$-1
    6. MOVQ    8(SP),AX    // 取c.X的地址放到AX寄存器
    7. MOVQ    $500,(AX)    // 将AX存放的内存地址的值赋为500
    8. ADDQ    $16,SP

    可以看到输出：

    1. ./main.go:20: moved to heap: c

    表示c逃逸了，被移到堆中。escape analyze可以分析出变量的作用范围，这是对垃圾回收很重要的一项技术。

    回到闭包的实现来，前面说过，闭包是函数和它所引用的环境。那么是不是可以表示为一个结构体呢：

    1. func f(i int) func() int {
    2.     return func() int {
    3.         i++
    4.         return i
    5.     }
    6. }
    9. MOVQ    $type.int+0(SB),(SP)
    10. PCDATA    $0,$16
    11. PCDATA    $1,$0
    12. CALL    ,runtime.new(SB)    // 是不是很熟悉，这一段就是i = new(int)    
    14. ...
    15. CALL    ,runtime.new(SB)    // 接下来相当于 new(Closure)
    16. PCDATA    $0,$-1
    17. MOVQ    8(SP),AX
    18. NOP    ,
    19. MOVQ    $"".func·001+0(SB),BP
    20. MOVQ    BP,(AX)                // 函数地址赋值给Closure的F部分
    21. NOP    ,
    22. MOVQ    "".&i+16(SP),BP        // 将堆中new的变量i的地址赋值给Closure的值部分
    23. MOVQ    BP,8(AX)
    24. MOVQ    AX,"".~r1+40(FP)
    25. ADDQ    $24,SP
    26. RET    ,

    其中func·001是另一个函数的函数地址，也就是f返回的那个函数。

    1. Go语言支持闭包
    2. 返回闭包时并不是单纯返回一个函数，而是返回了一个结构体，记录下函数返回地址和引用的环境中的变量地址。