面试题：Go数组与切片在并发场景下的特性及应用

Question

在并发编程的场景下，Go语言的数组和切片各自有哪些特性？如何根据这些特性在并发程序中合理地选择使用数组还是切片？请通过实际代码示例，展示如何避免在并发操作数组或切片时可能出现的数据竞争问题。

Answer 1

Go语言数组和切片在并发编程中的特性

1. 数组特性：
   • 固定长度：声明后长度不可变。例如var arr [5]int，该数组长度永远是5。
   • 值类型：数组作为参数传递时，传递的是整个数组的副本，而不是引用。
2. 切片特性：
   • 动态长度：可根据需要动态增长和收缩。例如slice := make([]int, 0, 10)，初始长度为0，容量为10，后续可通过append函数增加元素。
   • 引用类型：切片作为参数传递时，传递的是切片的引用，对切片的修改会影响到原始切片。

如何选择使用数组还是切片

1. 数组：当数据量固定且不需要动态变化时，可使用数组。例如，一个表示星期几的数组，一周永远是7天，不会变化。
2. 切片：在大多数情况下，尤其是数据量不确定或需要动态变化时，应使用切片。例如，在网络编程中接收数据，数据量是不确定的，使用切片更合适。

避免并发操作数组或切片时的数据竞争问题示例

1. 使用互斥锁（Mutex）：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var (
    mu    sync.Mutex
    slice = make([]int, 0)
)

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

2. 使用通道（Channel）：

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    ch := make(chan int)
    var result []int
    go func() {
        for i := 0; i < 10; i++ {
            ch <- i
        }
        close(ch)
    }()
    for num := range ch {
        result = append(result, num)
    }
    fmt.Println(result)
}

在第一个示例中，通过sync.Mutex来保护对切片的并发访问，避免数据竞争。在第二个示例中，使用通道来安全地在并发环境中传递数据，从而避免对共享切片的直接并发访问导致的数据竞争。