面试题：Go闭包在并发场景下的应用及注意事项

Question

在Go语言的并发编程场景中，闭包经常被使用。请阐述闭包在并发场景下的应用方式，并且说明可能会遇到的问题以及对应的解决方案，同时给出相关代码示例。

Answer 1

闭包在Go语言并发场景下的应用方式

在Go语言并发场景中，闭包常结合goroutine使用。通过闭包可以将需要在goroutine中执行的逻辑封装起来，并且闭包能够捕获和携带其定义时所在环境的变量，方便在并发执行时使用这些变量。例如，在循环中启动多个goroutine，闭包可以携带循环变量，使每个goroutine能够根据自身携带的变量执行特定逻辑。

可能遇到的问题

1. 变量共享与竞争条件：当多个goroutine通过闭包访问和修改相同的外部变量时，可能会引发竞争条件（race condition）。这是因为Go语言的并发执行是异步的，多个goroutine可能同时读写同一变量，导致数据不一致。
2. 闭包对变量的延迟绑定：在循环中创建闭包并启动goroutine时，闭包会延迟绑定循环变量。这意味着所有goroutine可能会使用循环结束时变量的最终值，而不是每个goroutine启动时变量的值。

解决方案

1. 使用互斥锁（Mutex）解决竞争条件：通过sync.Mutex来保护共享变量，在访问和修改共享变量前加锁，操作完成后解锁，确保同一时间只有一个goroutine能访问共享变量。
2. 解决闭包延迟绑定问题：可以通过将循环变量作为参数传递给闭包，这样每个闭包就会捕获自己独立的变量副本，而不是共享同一个循环变量。

代码示例

1. 竞争条件示例及解决

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var (
    counter int
    mu      sync.Mutex
)

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 0; i < 10; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            defer wg.Done()
            mu.Lock()
            counter++
            mu.Unlock()
        }()
    }
    wg.Wait()
    fmt.Println("Final counter:", counter)
}

2. 闭包延迟绑定问题示例及解决

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    numbers := []int{1, 2, 3, 4, 5}
    for _, num := range numbers {
        wg.Add(1)
        // 传递num作为参数，避免延迟绑定
        go func(n int) {
            defer wg.Done()
            fmt.Println("Number:", n)
        }(num)
    }
    wg.Wait()
}