作为 goroutine 在循环变量上启动方法调用时的意外行为

Question

我读到了article 并决定自己重复这种行为并进行实验：

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

type User struct {
    i    int
    token string
}

func NewUser(i int, token string) User {
    user := User{token: fmt.Sprint(i), i: i}
    return user
}

func (u *User) PrintAddr() {
    fmt.Printf("%d (PrintAddr): %p\n", u.i, u)
}

func main() {
    users := make([]User, 4)
    for i := 0; i < 4; i++ {
        user := NewUser(i, "")
        users[i] = user
    }
    
    for i, user := range users {
        go user.PrintAddr()
        go users[i].PrintAddr()
    }
    time.Sleep(time.Second)
}

(Playground)

这是代码输出：

1 (PrintAddr): 0xc000056198
2 (PrintAddr): 0xc0000561b0
0 (PrintAddr): 0xc000056180
3 (PrintAddr): 0xc00000c030
3 (PrintAddr): 0xc00000c030
3 (PrintAddr): 0xc00000c030
3 (PrintAddr): 0xc00000c030
3 (PrintAddr): 0xc0000561c8

我也不明白，为什么3 (PrintAddr)中有4个是0xc00000c030，而最后一个不一样？

---

但是，如果我使用 pointer 数组而不是 value 数组，像这样，

func NewUser(i int, token string) *User {
    user := &User{token: fmt.Sprint(i), i: i}
    return user
}
// -snip-
func main() {
    users := make([]*User, 4)
    // -snip-

(Playground)

那么这里一切都很好，每个条目都用相同的地址打印了 2 次：

1 (PrintAddr): 0xc0000ae030
3 (PrintAddr): 0xc0000ae060
2 (PrintAddr): 0xc0000ae048
2 (PrintAddr): 0xc0000ae048
3 (PrintAddr): 0xc0000ae060
1 (PrintAddr): 0xc0000ae030
0 (PrintAddr): 0xc0000ae018
0 (PrintAddr): 0xc0000ae018

但是为什么文章中的情况在这里不适用，反而我没有收到很多3 (PrintAddr)呢？

Answer 1

问题

您的第一个版本有一个同步错误，表现为数据竞争：

$ go run -race main.go
0 (PrintAddr): 0xc0000b4018
0 (PrintAddr): 0xc0000c2120
==================
WARNING: DATA RACE
Write at 0x00c0000b4018 by main goroutine:
  main.main()
      redacted/main.go:29 +0x1e5

Previous read at 0x00c0000b4018 by goroutine 7:
  main.(*User).PrintAddr()
      redacted/main.go:19 +0x44

Goroutine 7 (finished) created at:
  main.main()
      redacted/main.go:30 +0x244
==================
1 (PrintAddr): 0xc0000b4018
1 (PrintAddr): 0xc0000c2138
2 (PrintAddr): 0xc0000b4018
2 (PrintAddr): 0xc0000c2150
3 (PrintAddr): 0xc0000b4018
3 (PrintAddr): 0xc0000c2168
Found 1 data race(s)

for 循环（第 29 行）不断更新循环变量 userwhile（即以没有适当同步的并发方式）PrintAddr 方法通过其指针接收器访问它（行19）。请注意，如果您不在第 30 行将 user.PrintAddr() 作为 goroutine 启动，问题就会消失。

the Wiki you link to底部其实给出了问题和解决方法。

但是为什么文章中的情况在这里不适用，反而我没有收到很多3 (PrintAddr)？

同步错误是不受欢迎的不确定性的来源。特别是，您无法预测将打印多少次（如果有）3 (PrintAddr)，并且该数字可能会因一次执行而异。实际上，向上滚动并亲自查看：在我打开竞赛检测器的执行过程中，输出碰巧具有两个介于 0 和 3 之间的整数，尽管存在错误；但不能保证。

解决方案

只需在循环顶部添加阴影循环变量user，问题就消失了：

for i, user := range users {
    user := user // <---
    go user.PrintAddr()
    go users[i].PrintAddr()
}

PrintAddr 现在将对最里面的 user 变量进行操作，该变量不会被第 29 行的 for 循环更新。

(Playground)

附录

您还应该使用等待组来等待所有 goroutine 完成。 time.Sleep 是无法协调 goroutines 的。

Answer 2

slice 值范围内的第一个代码版本是taking the address of the iterator variable.。为什么？

方法PrintAddr定义在指针接收器上：

func (u *User) PrintAddr() {
    fmt.Printf("%d (PrintAddr): %p\n", u.i, u)
}

在 for 循环中，user 迭代变量在每个循环中被重用，并在切片中分配下一个值。因此它是同一个变量。但是您通过调用在指针接收器上定义的方法来获取它的地址：

    users := make([]User, 4)
    // ...
    for i, user := range users {
        go user.PrintAddr()
        go users[i].PrintAddr()
    }

Calling方法上的值等于(&user).PrintAddr()：

如果x 是可寻址的并且&x 的方法集包含m，则x.m() 是(&x).m() 的简写

索引切片按预期工作，因为您访问的是切片中的实际 i-th 值，而不是使用迭代器变量。

更改切片以保存指针值也可以解决此问题，因为迭代器 var 现在是指向 User 值的指针的副本。