本文旨在解释Go语言并发编程中，循环与goroutine结合使用时可能出现的意外行为。通过对比两种不同的代码示例，深入剖析了变量作用域和goroutine执行时机对程序输出结果的影响，并提供了避免此类问题的有效方法。理解这些细节对于编写健壮的并发程序至关重要。
在使用Go语言进行并发编程时，经常会遇到循环和goroutine结合使用的场景。然而，如果不注意细节，很容易产生意想不到的结果。本文将通过对比两个示例，深入分析其中的原因，并提供解决方案。
示例一：正确传递循环变量
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func main() {
for i := 0; i < 3; i++ {
go func(i int) {
fmt.Printf("%d", i)
}(i)
}
time.Sleep(time.Second) // 确保goroutine执行完毕
fmt.Println()
}这段代码的输出是 012 (顺序可能不同，因为goroutine是并发执行的)。 原因在于，我们在启动goroutine时，将循环变量 i 作为参数传递给了匿名函数。 这样，每个goroutine都获得了 i 的一个独立副本，它们各自打印的是创建goroutine时 i 的值。
示例二：错误地共享循环变量
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func main() {
for i := 0; i < 3; i++ {
go func() {
fmt.Printf("%d", i)
}()
}
time.Sleep(time.Second) // 确保goroutine执行完毕
fmt.Println()
}这段代码的输出是 333 (也可能因为并发而输出其他组合，如 233, 323 等，但一般都是大于等于2的数字)。 这是因为所有的goroutine都共享同一个变量 i。 当循环结束后，i 的值变为 3。 当goroutine开始执行时，它们都访问的是 i 的最终值。 由于goroutine的执行时机不确定，所以可能在 i 达到 3 之前就执行，导致输出结果不确定，但最终都会大于等于2。
原因分析：作用域和闭包
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问题的核心在于变量的作用域和闭包的特性。 在第一个示例中，我们将 i 作为参数传递给了匿名函数，相当于创建了一个新的变量，每个goroutine都拥有自己的变量副本。 而在第二个示例中，goroutine引用的是外部循环的变量 i， 形成了一个闭包。 闭包会捕获外部变量，但不会复制变量的值，而是引用变量的地址。 因此，所有goroutine都共享同一个变量 i。
解决方案：显式传递变量或使用新的变量
为了避免上述问题，可以采取以下两种方法：
- 显式传递变量： 如示例一所示，将循环变量作为参数传递给匿名函数。这是最推荐的做法，简单且直观。
- 在循环内部创建新的变量：
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func main() {
for i := 0; i < 3; i++ {
i := i // 创建一个新的变量 i
go func() {
fmt.Printf("%d", i)
}()
}
time.Sleep(time.Second) // 确保goroutine执行完毕
fmt.Println()
}这种方法在循环内部使用短变量声明 (i := i) 创建一个新的变量 i，其作用域仅限于当前循环迭代。 这样，每个goroutine都访问的是不同的变量，从而避免了共享变量的问题。
注意事项和总结
- Go语言的并发模型基于goroutine和channel，理解goroutine的执行时机和变量作用域至关重要。
- 在使用循环和goroutine时，务必注意变量的共享问题。
- 推荐使用显式传递变量的方式，确保每个goroutine都拥有自己的变量副本。
- time.Sleep() 用于等待goroutine执行完成，在实际应用中应使用更可靠的同步机制，例如 sync.WaitGroup。
理解并避免这些陷阱，能够帮助你编写出更加健壮和可预测的Go并发程序。
