golang循环变量捕获问题

在 Go 语言中，当在循环中启动协程（goroutine）时，如果在协程闭包中直接引用循环变量，可能会遇到一个常见的陷阱 - ​​循环变量捕获问题​​。让我详细解释一下：

问题背景

看这个代码片段：

for i := 0; i < 10; i++ {
    go func() {
        fmt.Printf("i = %d\n", i) // 这里直接引用循环变量i
    }()
}

这段代码会输出什么？你可能会期待输出 0 到 9 的数字，但实际上很可能输出的是：

i = 10
i = 10
i = 10
...

问题原因

1. ​​闭包共享变量​​：

   • 所有协程共享同一个 i 变量（不是每个协程有自己的副本）
   • 当协程开始执行时，i 的值可能已经是循环结束后的值

2. ​​执行时机​​：

   • 协程的启动是异步的，不保证立即执行
   • 循环执行非常快，可能在所有协程启动前就已经结束
   • 当协程实际执行时，i 已经递增到结束值（10）

3. ​​内存位置​​：

   • 所有协程都访问同一个内存地址（变量 i）
   • 不会为每次迭代创建新变量

解决方案：将循环变量作为参数传递

for i := 0; i < 10; i++ {
    go func(id int) { // 使用参数
        fmt.Printf("id = %d\n", id) // 使用参数值
    }(i) // 将当前i的值作为参数传入
}

这种写法解决了问题：

1. ​​按值传递​​：

   • i 的当前值被复制到参数 id 中
   • 每个协程得到自己的 id 副本

2. ​​独立变量​​：

   • 每个协程有自己的 id 变量（不是共享同一个）
   • 协程执行时，id 值已经固定（不会受后续循环影响）

3. ​​安全性​​：

   • 即使循环继续执行，已启动协程的参数值不会改变
   • 解决了变量捕获的竞态问题

深入技术解释

在 Go 中：

1. 循环变量 i 在每次迭代中重复使用（不是新创建）
2. 协程闭包捕获的是变量（不是值），所以共享同一个变量
3. 通过参数传递，实际上是值传递，创建了独立的变量副本
4. 这是 Go 语言中处理循环中启动协程的标准模式

在你的计数器代码中的应用

在你的代码中：

go func(id int) { // 使用参数id接收
    defer wg.Done()
    for j := 0; j < 1000; j++ {
        mu.Lock()
        counter++
        mu.Unlock()
    }
    fmt.Printf("协程 %d 完成1000次递增\n", id)
}(i) // 传递当前的i值

• 确保每个协程打印正确的ID（0-9）
• 避免所有协程都打印相同ID的混淆
• 解决了潜在的数据竞争问题

其他解决方案

另一种解决方式是：

for i := 0; i < 10; i++ {
    i := i // 创建局部副本
    go func() {
        fmt.Printf("i = %d\n", i) // 使用局部副本
    }()
}

但这不如作为参数传递直观明确，且增加了一行代码。

总结

在循环中启动协程时，​​始终将循环变量作为参数传递给协程函数​​是:

1. 安全可靠的编码习惯
2. 避免闭包捕获陷阱的最佳实践
3. Go 并发编程中的重要技巧

这个模式确保每个协程获得正确的变量值，避免了微妙的并发错误，是Go语言中处理循环和并发结合的标准方法。