本文旨在解释 Go 语言并发编程中常见的数据竞争问题，并深入剖析一个经典的闭包陷阱案例。通过分析问题代码，我们将阐述为何在循环中创建 Goroutine 时直接引用循环变量会导致意料之外的结果，并提供有效的解决方案，帮助开发者避免类似错误，编写安全可靠的并发程序。
在 Go 语言的并发编程中，数据竞争是一个需要特别关注的问题。当多个 Goroutine 并发访问和修改同一块内存区域，且至少有一个 Goroutine 执行写操作时，就会发生数据竞争。这种竞争可能导致程序出现不可预测的行为，例如输出错误的结果，甚至导致程序崩溃。
一个常见的导致数据竞争的场景是在循环中创建 Goroutine，并且 Goroutine 内部引用了循环变量。下面我们通过一个例子来说明这个问题：
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
func main() {
var wg sync.WaitGroup
wg.Add(5)
for i := 0; i < 5; i++ {
go func() {
fmt.Println(i) // Not the 'i' you are looking for.
wg.Done()
}()
}
wg.Wait()
}这段代码的意图是创建 5 个 Goroutine，每个 Goroutine 打印一个从 0 到 4 的数字。然而，实际运行的结果通常是打印 5 个 5，而不是预期的 0, 1, 2, 3, 4（顺序可能不同）。
原因分析：闭包与变量捕获
问题的根源在于 Go 语言的闭包特性。在上面的代码中，go func() { ... } 创建了一个闭包，该闭包捕获了外部循环的变量 i。这意味着 Goroutine 内部访问的 i 并不是 Goroutine 创建时的 i 的值，而是外部循环的 i 变量的引用。
由于循环在主 Goroutine 中执行速度很快，当 Goroutine 真正开始执行时，循环可能已经结束，i 的值已经变成了 5。因此，所有 Goroutine 都打印了 5。
解决方案：将循环变量作为参数传递给 Goroutine
为了解决这个问题，我们需要确保每个 Goroutine 访问的是 Goroutine 创建时的 i 的值，而不是循环结束后的 i 的值。一种常用的方法是将循环变量 i 作为参数传递给 Goroutine：
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
func main() {
var wg sync.WaitGroup
wg.Add(5)
for i := 0; i < 5; i++ {
go func(i int) {
fmt.Println(i)
wg.Done()
}(i)
}
wg.Wait()
}在这个修改后的代码中，我们将 i 作为参数传递给匿名函数 func(i int) { ... }。这样，每个 Goroutine 都会获得一个独立的 i 变量的副本，其值是 Goroutine 创建时 i 的值。因此，每个 Goroutine 都会打印出预期的 0, 1, 2, 3, 4（顺序可能不同）。
注意事项与总结
- 在循环中创建 Goroutine 时，务必注意闭包对外部变量的捕获。
- 为了避免数据竞争，建议将循环变量作为参数传递给 Goroutine，或者在循环内部创建一个新的局部变量来存储循环变量的值。
- 使用 Go 语言的 race detector (go run -race main.go) 可以帮助你检测程序中的数据竞争。
理解闭包和变量捕获是编写安全可靠的并发程序的基础。希望本文能够帮助你避免在 Go 语言并发编程中遇到类似的数据竞争问题。
