車用顯示及光學技術研討會 – 2016 台北光電周展場直擊

在光電協會(PIDA)所舉辦的一系列車IOT與車用光電的研討會當中。針對了車用顯示以及光學技術領域。PIDA邀請了幾位業界專家與與會者分享最新的技術動態。   成立於2014年的及至微電機公司,在本次研討會由陳明舜處長為我們分享的主題是雷射掃描在車用電子系統的應用。及至微以MEMS Mirror為核心技術, 整合光學、機械、電子、軟體技術, 以雙軸的MEMS Scanner,搭配RGB 雷射光源,提供雷射投影模組汽車的HUD應用當中。   陳明舜處長分享了未來汽車顯示器的技術走向,包括Tesla等汽車都已經把儀表板的訊息整合到車用面板了,未來有機會用光學投影的方式來呈現出更多行車資訊。其中用雷射投影的方式,其原理是利用RGB雷射光束將畫面掃描出來,對比度高,且沒有對焦問題,可以投影在任何的曲面的物體上面。儘管雷射投影模組的價格昂貴,目前都還要USD 200元/組,其中雷射光源佔了主要的成本結構比重非常高,但隨著各家雷射光源廠商技術有所突破以及大量生產,價格有機會下降。

▲及至微的雷射投影系統   而怡利電子的陳儒賢經理則是分享了車用抬頭顯示器的技術發展趨勢。目前的HUD大致上可以分為下列三種:   Windshield HUD: 部分的BMW車種搭載了 Windshield HUD。透過HUD系統將車速,導航訊息利用投影的方式,將虛像投影至前擋玻璃前方2.5M的距離。其原理主要透過反射方式將光線投影至眼睛中,因此前擋玻璃也需要經過特殊處理。包括讓想要呈現的虛像能更折射到眼睛,該前擋玻璃又能夠看到前方的車況。因此該玻璃需有不同厚度與特殊角度,來消除掉重疊影像。因此該套系統的成本十分高昂,另外駕駛座前方也需要保留很大的空間來安裝這套HUD系統。   HUD Combiner: 由於前述提到的Windshield HUD成本過於高昂,因此各家車廠想盡辦法降低成本。而折衷的方式,就是另外做一個經過特殊處理的前擋玻璃,與投射系統整合成整套模組。但因為模組沒有辦法懸空,因此該玻璃的位置與眼睛無法呈現水平。光路較短,虛擬影像距離縮短,僅1~2M。   LED/TFT reflector: 這是較為常見的系統,且大量應用在後裝市場的系統。利用LED矩陣式投影或者是TFT面板反射影像在汽車的前擋玻璃的膜片上。因此眼睛看到的是實像。而LED矩陣能夠顯示的信息較為有限,最多僅能顯示數字與符號。至於TFT面板反射投影雖然能夠提供較多的影像信息,但是在戶外陽光充足的環境下,TFT面板的亮度需要達到一萬nits以上,影像才不會被陽光干擾。

 
▲怡利電子   合盈光電的許玄岳董事長則是介紹了全球車用攝影機的發展趨勢。在自動駕駛時代來臨下,每台汽車至少需要裝配6-7個攝影機。而這些攝影機的鏡頭如何在戶外的環境下,能夠不被雨水干擾影像,或是沙塵刮傷鏡頭都是需要處理的課題。合盈光電目前除了針對車用鏡頭的材料開發方面做了許多努力之外,也開發出結合倒車影像以及紅外線雷射距離偵測系統。許董事長提到,2018年全美所有車子都需要裝配倒車影像攝影機。若可以將倒車影像攝影機以及距離偵測功能整合在一起,就不需要再多一個倒車雷達了,以目前汽車每年的銷售數量約九千萬台,一台倒車雷達約US$100元,車廠一年可以省下90億美金。   許董事長強調,合盈光電在車用光電的發展方向會將電子,光學,材料,軟體,MEMS等各種技術做整合。而台灣的優勢在於電子產業供應鏈相當完整,方圓一百公里內都可以找到各種供應商。但對於發展汽車電子產業最大挑戰在於台灣的市場太小,沒有龐大的汽車品牌以及汽車工業支持。許多技術都還是要去接觸德國,日本等汽車原廠才有機會導入。加上電子業者對於車規不了解,將是發展汽車電子產業的最大障礙。

▲合盈光電 (本文內容由授權使用)  

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立凱攜手五龍電動車登陸,7月啟動建廠計畫拚商機

立凱-KY昨(27)日舉行股東會,並通過與香港首富李嘉誠投資的五龍電動車合作案。公司董事長張聖時指出,將與五龍電動車在中國大陸合作設立磷酸鋰鐵電池正極材料工廠,預計7月1日開始執行建廠計畫,並在一年內投產,搶攻中國大陸十三五的電動車商機。   張聖時表示,立凱今年改變策略往中國市場發展,因2015年台灣電動巴士市場僅有21台的規模,但中國十三五規畫則有20萬台需求量,其電動巴士和儲能市場龐大,因此,公司決定至中國建廠擴產,地點最有可能在貴州;公司內部對於今年下半年展望趨樂觀。   他也指出,此案將由五龍電動車和中國客戶出資約台幣50億至60億元建廠,立凱則以技術作價,不須出資;初期磷酸鋰鐵電池正極材料年產能規劃為2萬噸,較立凱目前在台的3,000噸年產能大增數倍,未來立凱將可依出貨量按比例收取技術授權金。   (本文內容由授權使用)

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嚴凱泰:特斯拉「來就來吧」

裕隆集團旗下裕隆日產今(30)日召開股東會,由董事長嚴凱泰親自主持,會前媒體問及他對車市、以及特斯拉來台,他表示,雖然國內景氣不佳,但因有汰舊換新政策,預期今年車市仍會微幅成長;至於特斯拉來台設銷售據點,他則表示,電動車是發展趨勢,只是全球的基礎建設尚未完備,油電混合車仍會是主流,但看好長期趨勢,裕隆也是會全力發展。   嚴凱泰今年首度缺席裕隆股東會,引發市場對他健康的臆測,上周他首度出席中華車股東會,今天再親自主席裕日車股東會,精神奕奕回答媒體問題,針對車市,他維持微幅成長的看法。   至於特斯拉將來台設銷售公司,搶攻台灣的汽車市場,嚴凱泰則說:台灣是自由市場,「來就來吧」,他認為在全球基礎建設還未到位下,市場仍以油電車為主,而裕隆集團仍會投入電動車發展。   而針對近期勞資關心的「罷工」、「一例一休」、「加班」等議題,他均以「沒有研究回應」。   (本文內容由 授權轉載;首圖來源: CC BY 2.0)

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Gogoro獲全球首張電動機車用電池UL 2271認證

全球安全科學檢驗實驗室Underwriters Laboratories (UL) 宣布台灣電動機車品牌Gogoro 所研發的智慧電池通過UL 2271測試認證。UL 2271是全球第一本針對輕型電動機車電池推出的安全標準,而Gogoro的車用鋰電池則獲得了全球首張認證書。

Gogoro除拔得頭籌取得UL 2271認證外,也是前全球唯一同時取得UL、IEC、CNS三項標準核可的廠商,將可讓Gogoro在站穩台灣電動機車市場龍頭之餘,進一步跨入歐洲、北美等國際市場。

UL 能源系統與電動交通產業全球工程總監Francisco Martinez 表示,台灣有成為全球電動機車發展重鎮的實力,而UL 2271則聚焦於電動機車之鋰電池安全性的檢測與審查,且格外重視特殊使用條件與環境氣候的測試,以考驗安全性問題。

根據定義,UL 2271 標準係針對輕型電動車電池產品,評估其在一般道路與越野特定道路環境下的使用情況。該標準不僅完整考量實際使用可能發生的危險,並會進行特殊的測試要求,例如震動、衝擊、擠壓、翻轉和水浸測試等,再加上軟硬體的功能性安全評估。

Martinez表示:「Gogoro 智慧電池取得UL 認證,證明Gogoro 製造的產品已達到世界級的安全水準,其將減少消費者對於電動機車電池安全的疑慮,更有助於Gogoro 邁向國際。」

Gogoro 執行長暨共同創辦人陸學森對此回應:「目前Gogoro 有超過8,000 位車主,每日平均創造近2,500 人次的電池交換,智慧電池在今日得到世界安全權威UL 認證,除了代表業界給予我們高標準的肯定外,也象徵Gogoro 對消費者安全承諾的實踐。」

除了頒發認證給Gogoro之外,UL期待未來在能源與電動機車服務方面,包括電動車、電動機車產品與電池、能源系統標準的開發,以及歐洲電動車、電動機車及儲能系統之標準研發方面與Gogoro 有更多深度探討與交流;Gogoro 於未來亦將尋求參與UL STP 標準技術小組的機會,提供產業觀點,以更廣闊的國際視野,共同守護消費者安全。

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特斯拉出貨不順,第二季交車輛不如預期

全球電動車龍頭廠商特斯拉(Tesla)雖然討論度極高,旗下各款電動車產品的訂單量也大,但交車量卻不如預期,已是連續第三季度挑戰交車目標失敗。

相關報導指出,特斯拉今年第二季交車量合計約14,370輛,不只低於原先預期的17,000輛,也比第一季的14,810輛還少了3%左右。這已是特斯拉連續第三季實際交車量低於目標。

特斯拉表示,交車量不如預期的原因是因為產能擴張太快、且電動休旅車Model X生產延誤。特斯拉亦表示,目前仍有約5,150輛車正在運送途中,預計在第三季初陸續交付客戶,並將計入第三季交車量。

為供應大量訂單,特斯拉近期積極擴產,預計今年下半年共可交車5萬輛;但全年預計7.9萬輛的交車量,仍將低於原先預期的8~9萬輛。今年稍早,特斯拉執行長Elon Musk曾表示要在2018年前將年產能提高至50萬輛;但近期的出貨狀況再次引發市場懷疑。

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鴻海電動車團隊成軍,2020年推出新車款

中國騰訊集團、和諧汽車與台灣背景的鴻海集團共同成立電動車商產生Future Mobility,並預計在今年第三季完成首輪融資、陸續增聘人手,計畫在2020年前推出旗下首款智能電動車。

外媒報導,Future Mobility的聯合創始人暨營運長Daniel Kirchert挖角自中國Infiniti。Kirchert打算將公司員工從目前的50人擴增到明年底的600人規模,並表示將在中國大陸生產旗下電動車。公司亦正與中國與香港上市公司商討融資,預計在第三季就會完成首輪融資,未來也會考慮與歐美投資者合作。

Future Mobility是鴻海、騰訊、和諧汽車於2015年共同成立的電動車公司「和諧富騰」旗下之新創公司。和諧富騰由騰訊、鴻海分別持股29.4%,其餘由和諧汽車持股,致力於推動「互聯網+智能電動車」,並已從BMW借將Carsten Breitfeld擔任CEO。

新車價格與Audi A4、BMW i3相等

Kirchert指出,Future Mobility的首輛智能電動車款預計最晚將在2020年亮相,初步規劃定價為30萬元人民幣左右,約與Audi A4、BMW i3同一等級。新車將在中國大陸生產,但目前還未決定要自建廠房或與其他車廠合作。

另一方面,富士康、騰訊、和諧汽車以簽署協議,將在鄭州投資人民幣10億元成立公司,以布局智慧電動車級互聯網相關專案工作。

鴻海除積極入主電動車事業之外,和諧汽車亦於去年底取得河南和諧旗下鋰電池汽車公司綠野汽車之55%股權給和諧富騰,鴻海相當於間接掌握里電池電動車的事業。加上鴻海已在鄭州、杭州、北京布局新能源汽車租賃服務,從鋰電池到電動車事業皆已有策畫。

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電動車需求看好,2016年美國銷量可達20萬輛

電動車市場越趨火熱,在許多國家甚至能經常撞見電動車在街頭奔走。根據美國市場研究機構Navigant Research 近日發布的研究指出,預計從2016 年起,美國電動車市場每年將成長62%,而今年銷量可望達到近20 萬台。

Navigant Research 指出,定價低於4 萬美元的長程純電動車(BEVs),舉例來說,定價3.7 萬美元、預計於今年秋季上市的雪佛蘭(Chevrolet)Bolt 車款,將是造成電動車市場成長的關鍵。此外,特斯拉(Tesla)的純電動車Model X,以及雪佛蘭Volt 、豐田(Toyota)的Prius Prime 與即將推出的三菱(Mitsubishi)Outlander 等插電式混合動力汽車(PHEV),都將引爆美國市場對電動車需求的熱潮。

隨著電動車續航力提高、定價逐漸下滑,加上各家車廠紛紛加入這塊兵家之地,使消費者購買電動車的選擇相對變多,對於消費者來說,現階段要購買一台好用的電動車變得容易許多。2015 年時,就已有9 種不同的電動車種類,從2 人座到標準運動休旅車(SUV)大小的種類都有,而當年度所售出的插電式電動車中,約6 成為如日產(Nissan)Leaf 與特斯拉Model S 等中型或大型車款。

Navigant Research 與美國能源部認為,插電式電動車市場真正開啟是在2011 年,當時僅有4 種車款可供選擇,而現在,從純電動小車Fiat 500e 到富豪(Volvo)XC90 插電式混合動力車,一共有29 種車款可供選擇。

2011 年至今,電動車銷量已從當年的2 萬台,增加到12 萬台,等於成長了6 倍,不過,若以全美的車輛銷售量來看,這個數字依然只占了美國車輛銷量不到1%,就且待Navigant Research 對於電動車2016 年的銷量預測是否真能達標了。

(本文授權自《》──〈〉。照片來源:shared by CC 2.0)

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騙補者或被取消資質 新能源補貼新政欲出

中國新能源汽車騙補事件結果即將出爐。日前,國務院方已經就新能源汽車推廣應用督查報告作出批示,要求嚴肅懲處市場騙補行為,同時完善相關補貼制度。  
 
部分騙補車企或被取消資質 今年初,部分車企被爆造假資料,騙取中國國家財政補貼,形成了新能源汽車騙補產業鏈,引起外界一片譁然。隨後,工信部、財政部、科技部以及 發改委聯合發佈《關於開展新能源汽車推廣應用核查工作的通知》,通過自查與現場督查的方式,調查全部車輛生產企業以及新能源汽車運營企業(含公交、客運、專用車等)、租賃企業、企事業單位等新能源汽車用戶,全面核查財政資金使用及管理情況、新能源汽車生產與使用情況。   目前,中國界定騙補和違規謀補方式主要有三種,包括車輛未達到推廣標準甚至未生產,違規取得牌照騙取補貼;車輛符合規定,但賣給關聯企業而非終端使用者,未達到補貼條件提前謀取補貼;車輛賣給終端使用者,但在獲取補貼後大量閒置,造成財政資金嚴重浪費。   同時,根據車企的違規情節採取不同的措施,包括取消財政補貼資格,追回補貼資金、罰款、取消汽車生產資質,將問題車型從推薦車型目錄中剔除,等等。  
新一輪補貼政策即將推出 目前,按照中’國的補貼政策,新能源汽車補貼分為國家補貼和地方補貼兩大類,而大部分新能源汽車示範推廣城市的地方補貼標準與國家1:1配比。高額的政策性補貼,不僅成為了新能源生產企業的主要利潤來源,也是新能源汽車推廣的重要動力。   分析人士指出,打擊騙補為未來新能源車發展奠定較好的補貼環境基礎。而出臺更為完善的政策,將是新能源汽車未來可持續性發展的關鍵,才能讓大市場刺激強勢產品和讓優秀企業脫穎而出。   據悉,隨著騙補調查結果的出爐,新一輪的新能源補貼政策也將隨之出爐。  
文章來源:南方日報(中國大陸)

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Windows平台LoadLibrary加載動態庫搜索路徑的問題

一、背景

在給Adobe Premiere/After Effects等後期製作軟件開發第三方插件的時候,我們總希望插件依賴的動態庫能夠脫離插件的位置,單獨存儲到另外一個地方。這樣一方面可以與其他程序共享這些動態庫,還能保證插件安裝時非常的清爽。就Adobe Premiere Pro/After Effects來說,插件文件是放到C:\Program Files\Adobe\Common\Plug-ins\7.0\MediaCore(Windows平台)的。這個是PremiereProAfterEffects的公共插件目錄,二者在啟動的時候都會嘗試去這個位置加載插件。與此同時,我們希望自己開發的插件所依賴的動態庫放到另外的位置,另外也希望插件显示鏈接的動態庫能夠盡量少。因為如果是顯式鏈接的話,這些插件依賴的動態庫必須和插件保存在同一個位置。不然插件找不到這些依賴文件就會加載失敗的。當然,我們也可以在環境變量裏面增加一條路徑,但是這容易污染環境變量,或者與其他的程序庫產生衝突。LoadLibrary在這個時候就產生作用了。LoadLibrary通過將指定路徑的動態庫加載到當前的調用進程,然後獲取其導出的函數就可以正常使用了。對於像第三方插件這樣的應用場景,LoadLibrary可以說是個不錯的實現方式。但是正因此也有個弊端,我們無法使用工具得知其的依賴庫。

二、使用實例

我們在給Adobe Premiere Pro開發的一款插件中,正是使用了這種方法:
(1)首先從註冊表中獲取到我們插件依賴的動態庫文件所在的位置:

 1 bool GetInstallationPath(std::string& result) {
 2     DWORD data_type;
 3     CHAR value[1024];
 4     PVOID pv_data = value;
 5     DWORD size = sizeof(value);
 6     auto err = RegGetValue(HKEY_CLASSES_ROOT, "test_app\\plugin", "install_location", RRF_RT_ANY, &data_type, pv_data, &size);
 7     if (err == ERROR_SUCCESS) {
 8         std::string filepath(value); 
 9         std::regex_replace(std::back_inserter(result), filepath.begin(), filepath.end(), std::regex("[\\\\/]+[^\\\\/]+$"), "");
10         return true;
11     }
12     return false;
13 }

(2)通過調用LoadLibrary來加載指定的依賴庫

std::string    dirname;
if (!GetInstallationPath(dirname)) {
    return false;
}  
SetDllDirectory(dirname.c_str());
insmedia_dll.handle = LoadLibrary("core.dll");

如上述代碼所示,我們的插件唯一依賴的動態庫叫core.dll。而core.dll文件存放的位置記錄在註冊表中。程序先從註冊表中獲取core.dll所在的文件夾,然後設置到DLL的搜索路徑中。最後再調用LoadLibrary加載它。在最初開發及發布后,插件運行的很好。然而,在Adobe發布Premiere Pro CC 2020之後,插件就不工作了。這是為啥呢?根據過往的經驗來看,插件加載不上只有一個原因:依賴的動態庫缺失或者是加載錯了版本。那麼,我們就來看看到底是哪個依賴加載錯了導致插件加載失敗呢?通過在WinDBG裏面調試看到了如下的差異:

看上圖很顯然,我們的插件在加載ffmpeg的庫文件時,先找到了PremierePro安裝根目錄裏面的版本了。而PremierePro使用的ffmpeg版本顯然跟我們不一樣。正是因為這兩個庫的版本不對,導致我們的插件加載失敗了。那麼,LoadLibrary這種方法顯然還是存在一些Bug了。我們的core.dll還依賴OpenCV、ffmpeg等第三方庫。看MSDN的解釋是,LoadLibrary會先從調用進程的目錄下搜索動態庫的依賴。這樣的行為顯然不是我們想要的。這個時候,我們還有個選擇:使用LoadLibraryEx。具體的使用方法仍然一樣,只不過傳給LoadLibraryEx的第一個參數是我們要加載的動態庫的絕對路徑:

 1 std::string    dirname;
 2 if (!GetInstallationPath(dirname)) {
 3     return false;
 4 }  
 5  
 6 std::string absolute_path = dirname + "\\InsMedia.dll";
 7 insmedia_dll.handle = LoadLibraryEx(absolute_path.c_str(), nullptr, LOAD_WITH_ALTERED_SEARCH_PATH);
 8 if (!insmedia_dll.handle) {
 9     return false;
10 }

注意到第三個參數為LOAD_WITH_ALTERED_SEARCH_PATH,通過指定LOAD_WITH_ALTERED_SEARCH_PATH,讓系統DLL搜索順序從DLL所在目錄開始。這樣就能夠保證加載動態庫的時候優先加載我們打包的動態庫。從而避免因為動態庫加載錯誤導致插件失敗。

從上圖可以看到,所有依賴的動態庫都變成了我們自己提供的庫文件了,插件也能正常加載了。完美!

三、參考鏈接

1. https://blog.csdn.net/cuglifangzheng/article/details/50580279
2. https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/api/libloaderapi/nf-libloaderapi-loadlibrarya

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go中的關鍵字-defer

1. defer的使用

  defer 延遲調用。我們先來看一下,有defer關鍵字的代碼執行順序:

1 func main() {
2     defer func() {
3         fmt.Println("1號輸出")
4     }()
5     defer func() {
6         fmt.Println("2號輸出")
7     }()
8 }

  輸出結果:

1 2號出來
2 1號出來

  結論:多個defer的執行順序是倒序執行(同入棧先進后出)。

  由例子可以看出來,defer有延遲生效的作用,先使用defer的語句延遲到最後執行。

1.1 defer與返回值之間的順序

 1 func defertest() int
 2 
 3 func main() {
 4     fmt.Println("main:", defertest())
 5 }
 6 
 7 func defertest() int {
 8     var i int
 9     defer func() {
10         i++
11         fmt.Println("defer2的值:", i)
12     }()
13     defer func() {
14         i++
15         fmt.Println("defer1的值:", i)
16     }()
17     return i
18 }

  輸出結果:

1 defer1的值: 1
2 defer2的值: 2
3 main: 0

  結論:return最先執行->return負責將結果寫入返回值中->接着defer開始執行一些收尾工作->最後函數攜帶當前返回值退出

   return的時候已經先將返回值給定義下來了,就是0,由於i是在函數內部聲明所以即使在defer中進行了++操作,也不會影響return的時候做的決定。

 1 func test() (i int)
 2 
 3 func main() {
 4     fmt.Println("main:", test())
 5 }
 6 
 7 func test() (i int) {
 8     defer func() {
 9         i++
10         fmt.Println("defer2的值:", i)
11     }()
12     defer func() {
13         i++
14         fmt.Println("defer1的值:", i)
15     }()
16     return i
17 }

  詳解:由於返回值提前聲明了,所以在return的時候決定的返回值還是0,但是後面兩個defer執行後進行了兩次++,將i的值變為2,待defer執行完后,函數將i值進行了返回。

2. defer定義和執行

 1 func test(i *int) int {
 2     return *i
 3 }
 4 
 5 func main(){
 6     var i = 1
 7 
 8     // defer定義的時候test(&i)的值就已經定了,是1,後面就不會變了
 9     defer fmt.Println("i1 ="  , test(&i))
10     i++
11 
12     // defer定義的時候test(&i)的值就已經定了,是2,後面就不會變了
13     defer fmt.Println("i2 ="  , test(&i))
14 
15     // defer定義的時候,i就已經確定了是一個指針類型,地址上的值變了,這裏跟着變
16     defer func(i *int) {
17         fmt.Println("i3 ="  , *i)
18     }(&i)
19 
20     // defer定義的時候i的值就已經定了,是2,後面就不會變了
21     defer func(i int) {
22         //defer 在定義的時候就定了
23         fmt.Println("i4 ="  , i)
24     }(i)
25 
26     defer func() {
27         // 地址,所以後續跟着變
28         var c = &i
29         fmt.Println("i5 ="  , *c)
30     }()
31 
32     // 執行了 i=11 后才調用,此時i值已是11
33     defer func() {
34         fmt.Println("i6 ="  , i)
35     }()
36 
37     i = 11
38 }

  結論:會先將defer后函數的參數部分的值(或者地址)給先下來【你可以理解為()裡頭的會先確定】,後面函數執行完,才會執行defer后函數的{}中的邏輯。

例題分析

 1 //例子1
 2 func f() (result int) {
 3     defer func() {
 4         result++
 5     }()
 6     return 0
 7 }
 8 //例子2
 9 func f() (r int) {
10      t := 5
11      defer func() {
12        t = t + 5
13      }()
14      return t
15 }
16 //例子3
17 func f() (r int) {
18     defer func(r int) {
19           r = r + 5
20     }(r)
21     return 1
22 }

  例1的正確答案不是0,例2的正確答案不是10,例3的正確答案不是6……

  這裏先說一下返回值。defer是在return之前執行的。這條規則毋庸置疑,但最重要的一點是要明白,return xxx這一條語句並不是一條原子指令!

  函數返回的過程:先給返回值賦值,然後調用defer表達式,最後才是返回到調用函數中。defer表達式可能會在設置函數返回值之後,且在返回到調用函數之前去修改返回值,使最終的函數返回值與你想象的不一致。

  return xxx 可被改寫成:

1 返回值 = xxx
2 調用defer函數
3 空的return

  所以例子也可以改寫成:

 1 //例1
 2 func f() (result int) {
 3      result = 0  //return語句不是一條原子調用,return xxx其實是賦值+ret指令
 4      func() { //defer被插入到return之前執行,也就是賦返回值和ret指令之間
 5          result++
 6      }()
 7      return
 8 }
 9 //例2
10 func f() (r int) {
11      t := 5
12      r = t //賦值指令
13      func() {        //defer被插入到賦值與返回之間執行,這個例子中返回值r沒被修改過
14          t = t + 5
15      }
16      return        //空的return指令
17 }
18 例3
19 func f() (r int) {
20      r = 1  //給返回值賦值
21      func(r int) {        //這裏改的r是傳值傳進去的r,不會改變要返回的那個r值
22           r = r + 5
23      }(r)
24      return        //空的return
25 }

  所以例1的結果是1,例2的結果是5,例3的結果是1.

3. defer內部原理

  從例子開始看:

1 packmage main
2 
3 import()
4 
5 func main() {
6   defer println("這是一個測試")
7 }

  反編譯一下看看:

 1   src $ go build -o test test.go
 2   src $ go tool objdump -s "main\.main" test
 1 TEXT main.main(SB) /Users/tushanshan/go/src/test3.go
 2   test3.go:5        0x104ea70        65488b0c2530000000      MOVQ GS:0x30, CX
 3   test3.go:5        0x104ea79        483b6110                CMPQ 0x10(CX), SP
 4   test3.go:5        0x104ea7d        765f                    JBE 0x104eade
 5   test3.go:5        0x104ea7f        4883ec28                SUBQ $0x28, SP
 6   test3.go:5        0x104ea83        48896c2420              MOVQ BP, 0x20(SP)
 7   test3.go:5        0x104ea88        488d6c2420              LEAQ 0x20(SP), BP
 8   test3.go:6        0x104ea8d        c7042410000000          MOVL $0x10, 0(SP)
 9   test3.go:6        0x104ea94        488d05e5290200          LEAQ go.func.*+57(SB), AX
10   test3.go:6        0x104ea9b        4889442408              MOVQ AX, 0x8(SP)
11   test3.go:6        0x104eaa0        488d05e6e50100          LEAQ go.string.*+173(SB), AX
12   test3.go:6        0x104eaa7        4889442410              MOVQ AX, 0x10(SP)
13   test3.go:6        0x104eaac        48c744241804000000      MOVQ $0x4, 0x18(SP)
14   test3.go:6        0x104eab5        e8b631fdff              CALL runtime.deferproc(SB)
15   test3.go:6        0x104eaba        85c0                    TESTL AX, AX
16   test3.go:6        0x104eabc        7510                    JNE 0x104eace
17   test3.go:7        0x104eabe        90                      NOPL
18   test3.go:7        0x104eabf        e83c3afdff              CALL runtime.deferreturn(SB)
19   test3.go:7        0x104eac4        488b6c2420              MOVQ 0x20(SP), BP
20   test3.go:7        0x104eac9        4883c428                ADDQ $0x28, SP
21   test3.go:7        0x104eacd        c3                      RET
22   test3.go:6        0x104eace        90                      NOPL
23   test3.go:6        0x104eacf        e82c3afdff              CALL runtime.deferreturn(SB)
24   test3.go:6        0x104ead4        488b6c2420              MOVQ 0x20(SP), BP
25   test3.go:6        0x104ead9        4883c428                ADDQ $0x28, SP
26   test3.go:6        0x104eadd        c3                      RET
27   test3.go:5        0x104eade        e8cd84ffff              CALL runtime.morestack_noctxt(SB)
28   test3.go:5        0x104eae3        eb8b                    JMP main.main(SB)
29   :-1               0x104eae5        cc                      INT $0x3
30   :-1               0x104eae6        cc                      INT $0x3
31   :-1               0x104eae7        cc                      INT $0x3

   編譯器將defer處理成兩個函數調用 deferproc 定義一個延遲調用對象,然後在函數結束前通過 deferreturn 完成最終調用。在defer出現的地方,插入了指令call runtime.deferproc,然後在函數返回之前的地方,插入指令call runtime.deferreturn。

內部結構

 1 //defer
 2 type _defer struct {
 3    siz     int32   // 參數的大小
 4    started bool    // 是否執行過了
 5    sp      uintptr // sp at time of defer
 6    pc      uintptr
 7    fn      *funcval 
 8    _panic  *_panic // defer中的panic
 9    link    *_defer // defer鏈表,函數執行流程中的defer,會通過 link這個 屬性進行串聯
10 }
11 //panic
12 type _panic struct {
13    argp      unsafe.Pointer // pointer to arguments of deferred call run during panic; cannot move - known to liblink
14    arg       interface{}    // argument to panic
15    link      *_panic        // link to earlier panic
16    recovered bool           // whether this panic is over
17    aborted   bool           // the panic was aborted
18 }
19 //g
20 type g struct {
21    _panic         *_panic // panic組成的鏈表
22    _defer         *_defer // defer組成的先進后出的鏈表,同棧
23 }

  因為 defer panic 都是綁定在運行的g上的,這裏也說一下g中與 defer panic相關的屬性

  再把defer, panic, recover放一起看一下:

1 func main() {
2     defer func() {
3         recover()
4     }()
5     panic("error")
6 }

  反編譯結果:

1 go build -gcflags=all="-N -l" main.go
2 go tool objdump -s "main.main" main
1 go tool objdump -s "main\.main" main | grep CALL
2   main.go:4             0x4548d0                e81b00fdff              CALL runtime.deferproc(SB)              
3   main.go:7             0x4548f2                e8b90cfdff              CALL runtime.gopanic(SB)                
4   main.go:4             0x4548fa                e88108fdff              CALL runtime.deferreturn(SB)            
5   main.go:3             0x454909                e85282ffff              CALL runtime.morestack_noctxt(SB)       
6   main.go:5             0x4549a6                e8d511fdff              CALL runtime.gorecover(SB)              
7   main.go:4             0x4549b5                e8a681ffff              CALL runtime.morestack_noctxt(SB)

  defer 關鍵字首先會調用 runtime.deferproc 定義一個延遲調用對象,然後再函數結束前,調用 runtime.deferreturn 來完成 defer 定義的函數的調用

  panic 函數就會調用 runtime.gopanic 來實現相關的邏輯

  recover 則調用 runtime.gorecover 來實現 recover 的功能

deferproc

  根據 defer 關鍵字後面定義的函數 fn 以及 參數的size,來創建一個延遲執行的 函數,並將這個延遲函數,掛在到當前g的 _defer 的鏈表上,下面是deferproc的實現:

 1 func deferproc(siz int32, fn *funcval) { // arguments of fn follow fn
 2    sp := getcallersp()
 3    argp := uintptr(unsafe.Pointer(&fn)) + unsafe.Sizeof(fn)
 4    callerpc := getcallerpc()
 5    // 獲取一個_defer對象, 並放入g._defer鏈表的頭部
 6    d := newdefer(siz)
 7      // 設置defer的fn pc sp等,後面調用
 8    d.fn = fn
 9    d.pc = callerpc
10    d.sp = sp
11    switch siz {
12    case 0:
13       // Do nothing.
14    case sys.PtrSize:
15       // _defer 後面的內存 存儲 argp的地址信息
16       *(*uintptr)(deferArgs(d)) = *(*uintptr)(unsafe.Pointer(argp))
17    default:
18       // 如果不是指針類型的參數,把參數拷貝到 _defer 的後面的內存空間
19       memmove(deferArgs(d), unsafe.Pointer(argp), uintptr(siz))
20    }
21    return0()
22 }

  通過newproc 獲取一個 _defer 的對象,並加入到當前g的 _defer 鏈表的頭部,然後再把參數或參數的指針拷貝到 獲取到的 _defer對象的後面的內存空間。

  再看看newdefer 的實現:

 1 func newdefer(siz int32) *_defer {
 2    var d *_defer
 3    // 根據 size 通過deferclass判斷應該分配的 sizeclass,就類似於 內存分配預先確定好幾個sizeclass,然後根據size確定sizeclass,找對應的緩存的內存塊
 4    sc := deferclass(uintptr(siz))
 5    gp := getg()
 6    // 如果sizeclass在既定的sizeclass範圍內,去g綁定的p上找
 7    if sc < uintptr(len(p{}.deferpool)) {
 8       pp := gp.m.p.ptr()
 9       if len(pp.deferpool[sc]) == 0 && sched.deferpool[sc] != nil {
10          // 當前sizeclass的緩存數量==0,且不為nil,從sched上獲取一批緩存
11          systemstack(func() {
12             lock(&sched.deferlock)
13             for len(pp.deferpool[sc]) < cap(pp.deferpool[sc])/2 && sched.deferpool[sc] != nil {
14                d := sched.deferpool[sc]
15                sched.deferpool[sc] = d.link
16                d.link = nil
17                pp.deferpool[sc] = append(pp.deferpool[sc], d)
18             }
19             unlock(&sched.deferlock)
20          })
21       }
22       // 如果從sched獲取之後,sizeclass對應的緩存不為空,分配
23       if n := len(pp.deferpool[sc]); n > 0 {
24          d = pp.deferpool[sc][n-1]
25          pp.deferpool[sc][n-1] = nil
26          pp.deferpool[sc] = pp.deferpool[sc][:n-1]
27       }
28    }
29    // p和sched都沒有找到 或者 沒有對應的sizeclass,直接分配
30    if d == nil {
31       // Allocate new defer+args.
32       systemstack(func() {
33          total := roundupsize(totaldefersize(uintptr(siz)))
34          d = (*_defer)(mallocgc(total, deferType, true))
35       })
36    }
37    d.siz = siz
38    // 插入到g._defer的鏈表頭
39    d.link = gp._defer
40    gp._defer = d
41    return d
42 }

  newdefer的作用是獲取一個_defer對象, 並推入 g._defer鏈表的頭部。根據size獲取sizeclass,對sizeclass進行分類緩存,這是內存分配時的思想,先去p上分配,然後批量從全局 sched上獲取到本地緩存,這種二級緩存的思想真的在go源碼的各個部分都有。

deferreturn

 1 func deferreturn(arg0 uintptr) {
 2    gp := getg()
 3    // 獲取g defer鏈表的第一個defer,也是最後一個聲明的defer
 4    d := gp._defer
 5    // 沒有defer,就不需要干什麼事了
 6    if d == nil {
 7       return
 8    }
 9    sp := getcallersp()
10    // 如果defer的sp與callersp不匹配,說明defer不對應,有可能是調用了其他棧幀的延遲函數
11    if d.sp != sp {
12       return
13    }
14    // 根據d.siz,把原先存儲的參數信息獲取並存儲到arg0裏面
15    switch d.siz {
16    case 0:
17       // Do nothing.
18    case sys.PtrSize:
19       *(*uintptr)(unsafe.Pointer(&arg0)) = *(*uintptr)(deferArgs(d))
20    default:
21       memmove(unsafe.Pointer(&arg0), deferArgs(d), uintptr(d.siz))
22    }
23    fn := d.fn
24    d.fn = nil
25    // defer用過了就釋放了,
26    gp._defer = d.link
27    freedefer(d)
28    // 跳轉到執行defer
29    jmpdefer(fn, uintptr(unsafe.Pointer(&arg0)))
30 }

freedefer

  釋放defer用到的函數,應該跟調度器、內存分配的思想是一樣的。

 1 func freedefer(d *_defer) {
 2    // 判斷defer的sizeclass
 3    sc := deferclass(uintptr(d.siz))
 4    // 超出既定的sizeclass範圍的話,就是直接分配的內存,那就不管了
 5    if sc >= uintptr(len(p{}.deferpool)) {
 6       return
 7    }
 8    pp := getg().m.p.ptr()
 9    // p本地sizeclass對應的緩衝區滿了,批量轉移一半到全局sched
10    if len(pp.deferpool[sc]) == cap(pp.deferpool[sc]) {
11       // 使用g0來轉移
12       systemstack(func() {
13          var first, last *_defer
14          for len(pp.deferpool[sc]) > cap(pp.deferpool[sc])/2 {
15             n := len(pp.deferpool[sc])
16             d := pp.deferpool[sc][n-1]
17             pp.deferpool[sc][n-1] = nil
18             pp.deferpool[sc] = pp.deferpool[sc][:n-1]
19             // 先將需要轉移的那批defer對象串成一個鏈表
20             if first == nil {
21                first = d
22             } else {
23                last.link = d
24             }
25             last = d
26          }
27          lock(&sched.deferlock)
28          // 把這個鏈表放到sched.deferpool對應sizeclass的鏈表頭
29          last.link = sched.deferpool[sc]
30          sched.deferpool[sc] = first
31          unlock(&sched.deferlock)
32       })
33    }
34    // 清空當前要釋放的defer的屬性
35    d.siz = 0
36    d.started = false
37    d.sp = 0
38    d.pc = 0
39    d.link = nil
40 
41    pp.deferpool[sc] = append(pp.deferpool[sc], d)
42 }

gopanic

 1 func gopanic(e interface{}) {
 2    gp := getg()
 3 
 4    var p _panic
 5    p.arg = e
 6    p.link = gp._panic
 7    gp._panic = (*_panic)(noescape(unsafe.Pointer(&p)))
 8 
 9    atomic.Xadd(&runningPanicDefers, 1)
10    // 依次執行 g._defer鏈表的defer對象
11    for {
12       d := gp._defer
13       if d == nil {
14          break
15       }
16 
17       // If defer was started by earlier panic or Goexit (and, since we're back here, that triggered a new panic),
18       // take defer off list. The earlier panic or Goexit will not continue running.
19       // 正常情況下,defer執行完成之後都會被移除,既然這個defer沒有移除,原因只有兩種: 1. 這個defer裏面引發了panic 2. 這個defer裏面引發了 runtime.Goexit,但是這個defer已經執行過了,需要移除,如果引發這個defer沒有被移除是第一個原因,那麼這個panic也需要移除,因為這個panic也執行過了,這裏給panic增加標誌位,以待後續移除
20       if d.started {
21          if d._panic != nil {
22             d._panic.aborted = true
23          }
24          d._panic = nil
25          d.fn = nil
26          gp._defer = d.link
27          freedefer(d)
28          continue
29       }
30       d.started = true
31 
32       // Record the panic that is running the defer.
33       // If there is a new panic during the deferred call, that panic
34       // will find d in the list and will mark d._panic (this panic) aborted.
35       // 把當前的panic 綁定到這個defer上面,defer裏面有可能panic,這種情況下就會進入到 上面d.started 的邏輯裏面,然後把當前的panic終止掉,因為已經執行過了 
36       d._panic = (*_panic)(noescape(unsafe.Pointer(&p)))
37       // 執行defer.fn
38       p.argp = unsafe.Pointer(getargp(0))
39       reflectcall(nil, unsafe.Pointer(d.fn), deferArgs(d), uint32(d.siz), uint32(d.siz))
40       p.argp = nil
41 
42       // reflectcall did not panic. Remove d.
43       if gp._defer != d {
44          throw("bad defer entry in panic")
45       }
46       // 解決defer與panic的綁定關係,因為 defer函數已經執行完了,如果有panic或Goexit就不會執行到這裏了
47       d._panic = nil
48       d.fn = nil
49       gp._defer = d.link
50 
51       // trigger shrinkage to test stack copy. See stack_test.go:TestStackPanic
52       //GC()
53 
54       pc := d.pc
55       sp := unsafe.Pointer(d.sp) // must be pointer so it gets adjusted during stack copy
56       freedefer(d)
57       // panic被recover了,就不需要繼續panic了,繼續執行剩餘的代碼
58       if p.recovered {
59          atomic.Xadd(&runningPanicDefers, -1)
60 
61          gp._panic = p.link
62          // Aborted panics are marked but remain on the g.panic list.
63          // Remove them from the list.
64          // 從panic鏈表中移除aborted的panic,下面解釋
65          for gp._panic != nil && gp._panic.aborted {
66             gp._panic = gp._panic.link
67          }
68          if gp._panic == nil { // must be done with signal
69             gp.sig = 0
70          }
71          // Pass information about recovering frame to recovery.
72          gp.sigcode0 = uintptr(sp)
73          gp.sigcode1 = pc
74          // 調用recovery, 恢復當前g的調度執行
75          mcall(recovery)
76          throw("recovery failed") // mcall should not return
77       }
78    }
79      // 打印panic信息
80    preprintpanics(gp._panic)
81      // panic
82    fatalpanic(gp._panic) // should not return
83    *(*int)(nil) = 0      // not reached
84 }

  看下裏面gp._panic.aborted 的作用:

 1 func main() {
 2    defer func() { // defer1
 3       recover()
 4    }()
 5    panic1()
 6 }
 7 
 8 func panic1() {
 9    defer func() {  // defer2
10       panic("error1") // panic2
11    }()
12    panic("error")  // panic1
13 }

  執行順序詳解:

  • 當執行到 panic("error") 時

  g._defer鏈表: g._defer->defer2->defer1

  g._panic鏈表:g._panic->panic1 

  • 當執行到 panic("error1") 時 

  g._defer鏈表: g._defer->defer2->defer1

  g._panic鏈表:g._panic->panic2->panic1

  • 繼續執行到 defer1 函數內部,進行recover()
    此時會去恢復 panic2 引起的 panic, panic2.recovered = true,應該順着g._panic鏈表繼續處理下一個panic了,但是我們可以發現 panic1 已經執行過了,這也就是下面的代碼的邏輯了,去掉已經執行過的panic
1 for gp._panic != nil && gp._panic.aborted {
2    gp._panic = gp._panic.link
3 }

panic的邏輯:

  程序在遇到panic的時候,就不再繼續執行下去了,先把當前panic 掛載到 g._panic 鏈表上,開始遍歷當前g的g._defer鏈表,然後執行_defer對象定義的函數等,如果 defer函數在調用過程中又發生了 panic,則又執行到了 gopanic函數,最後,循環打印所有panic的信息,並退出當前g。然而,如果調用defer的過程中,遇到了recover,則繼續進行調度(mcall(recovery))。

recovery

 1 func recovery(gp *g) {
 2    // Info about defer passed in G struct.
 3    sp := gp.sigcode0
 4    pc := gp.sigcode1
 5    // Make the deferproc for this d return again,
 6    // this time returning 1.  The calling function will
 7    // jump to the standard return epilogue.
 8    // 記錄defer返回的sp pc
 9    gp.sched.sp = sp
10    gp.sched.pc = pc
11    gp.sched.lr = 0
12    gp.sched.ret = 1
13    // 重新恢復執行調度
14    gogo(&gp.sched)
15 }

gorecover

  gorecovery 僅僅只是設置了 g._panic.recovered 的標誌位

 1 func gorecover(argp uintptr) interface{} {
 2    gp := getg()
 3    p := gp._panic
 4    // 需要根據 argp的地址,判斷是否在defer函數中被調用
 5    if p != nil && !p.recovered && argp == uintptr(p.argp) {
 6       // 設置標誌位,上面gopanic中會對這個標誌位做判斷
 7       p.recovered = true
 8       return p.arg
 9    }
10    return nil
11 }

goexit

  當手動調用 runtime.Goexit() 退出的時候,defer函數也會執行:

 1 func Goexit() {
 2     // Run all deferred functions for the current goroutine.
 3     // This code is similar to gopanic, see that implementation
 4     // for detailed comments.
 5     gp := getg()
 6   // 遍歷defer鏈表
 7     for {
 8         d := gp._defer
 9         if d == nil {
10             break
11         }
12     // 如果 defer已經執行過了,與defer綁定的panic 終止掉
13         if d.started {
14             if d._panic != nil {
15                 d._panic.aborted = true
16                 d._panic = nil
17             }
18             d.fn = nil
19       // 從defer鏈表中移除
20             gp._defer = d.link
21       // 釋放defer
22             freedefer(d)
23             continue
24         }
25     // 調用defer內部函數
26         d.started = true
27         reflectcall(nil, unsafe.Pointer(d.fn), deferArgs(d), uint32(d.siz), uint32(d.siz))
28         if gp._defer != d {
29             throw("bad defer entry in Goexit")
30         }
31         d._panic = nil
32         d.fn = nil
33         gp._defer = d.link
34         freedefer(d)
35         // Note: we ignore recovers here because Goexit isn't a panic
36     }
37   // 調用goexit0,清除當前g的屬性,重新進入調度
38     goexit1()
39 }

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