面试题：Go语言中闭包如何在并发场景下实现数据安全访问

Question

在Go语言中，我们知道闭包可以访问其外层函数的变量。当在并发场景下，多个goroutine同时访问闭包中引用的变量时，可能会引发数据竞争问题。请编写一段Go代码，利用闭包在并发场景下安全地访问和修改一个共享变量，解释你的实现思路，以及为什么这种方式能保证数据安全。

Answer 1

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

func main() {
    var mu sync.Mutex
    sharedVar := 0

    increment := func() {
        mu.Lock()
        sharedVar++
        mu.Unlock()
    }

    var wg sync.WaitGroup
    for i := 0; i < 10; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            defer wg.Done()
            increment()
        }()
    }

    wg.Wait()
    fmt.Println("Final value:", sharedVar)
}

实现思路

1. 定义共享变量和互斥锁：首先定义一个共享变量 sharedVar，并创建一个 sync.Mutex 类型的互斥锁 mu，用于保护对 sharedVar 的访问。
2. 创建闭包：increment 闭包函数封装了对共享变量 sharedVar 的修改操作。在闭包内部，通过调用 mu.Lock() 锁定互斥锁，这样在同一时间只有一个 goroutine 能够进入临界区，对 sharedVar 进行操作。操作完成后，调用 mu.Unlock() 解锁互斥锁，允许其他 goroutine 访问。
3. 启动多个 goroutine：在 main 函数中，使用 for 循环启动 10 个 goroutine，每个 goroutine 都调用 increment 闭包函数。通过 sync.WaitGroup 等待所有 goroutine 完成操作。

保证数据安全的原因

这种方式能保证数据安全是因为互斥锁的机制。互斥锁只有两种状态：锁定和未锁定。当一个 goroutine 调用 mu.Lock() 时，如果互斥锁处于未锁定状态，它会将其锁定并进入临界区。如果互斥锁已经被锁定，调用 mu.Lock() 的 goroutine 会被阻塞，直到互斥锁被解锁。这样就确保了在任何时刻，只有一个 goroutine 能够访问和修改共享变量 sharedVar，从而避免了数据竞争问题。