面试题：Go语言数组与切片在并发场景下的特性及应用

Go语言数组特性

固定长度：声明时需要指定长度，且长度不可变。例如 var arr [5]int，长度为5，后续不能改变数组长度。
值类型：数组作为参数传递时，是值传递，会完整复制一份数组。例如：

package main

import (
    "fmt"
)

func modifyArray(arr [3]int) {
    arr[0] = 100
}

func main() {
    a := [3]int{1, 2, 3}
    modifyArray(a)
    fmt.Println(a) // 输出 [1 2 3]，原数组未改变
}

Go语言切片特性

动态长度：切片是基于数组的动态数据结构，长度可变。通过 make 函数创建，如 s := make([]int, 0, 10)，初始长度为0，容量为10，随着元素添加，长度和容量可动态变化。
引用类型：切片作为参数传递时，传递的是切片头信息（包含指向底层数组的指针、长度和容量），对切片的修改会影响到原切片。例如：

package main

import (
    "fmt"
)

func modifySlice(s []int) {
    s[0] = 100
}

func main() {
    a := []int{1, 2, 3}
    modifySlice(a)
    fmt.Println(a) // 输出 [100 2 3]，原切片被改变
}

并发场景下选择及避免数据竞争、提高性能

生产者 - 消费者模型：在生产者 - 消费者模型中，如果数据量相对固定且已知，对性能要求极高，且不需要动态扩容，可考虑使用数组。但由于数组是值类型，在并发读写时，为避免数据竞争，可使用互斥锁（sync.Mutex）。例如：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var mu sync.Mutex
var arr [10]int
var index int

func producer(wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    for i := 0; i < 5; i++ {
        mu.Lock()
        arr[index] = i
        index++
        mu.Unlock()
    }
}

func consumer(wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    for i := 0; i < 5; i++ {
        mu.Lock()
        fmt.Println(arr[index - 1])
        index--
        mu.Unlock()
    }
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(2)
    go producer(&wg)
    go consumer(&wg)
    wg.Wait()
}

如果数据量动态变化：更适合使用切片。切片虽然是引用类型，但并发读写仍可能产生数据竞争，同样可使用互斥锁。另外，还可使用 sync.Map（Go 1.9 引入）或 channel 来避免数据竞争。例如，使用 channel 实现生产者 - 消费者模型：

package main

import (
    "fmt"
)

func producer(ch chan int) {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        ch <- i
    }
    close(ch)
}

func consumer(ch chan int) {
    for val := range ch {
        fmt.Println(val)
    }
}

func main() {
    ch := make(chan int)
    go producer(ch)
    go consumer(ch)
    select {}
}

使用 channel 天然地避免了数据竞争，并且在并发性能上更优，因为 channel 实现了同步通信，数据在 channel 传递时是线程安全的。相比之下，使用互斥锁在高并发时可能会出现锁争用问题，降低性能。所以在并发编程中，优先考虑使用 channel 来实现数据传递和同步，在一些特定场景（如需要对数据结构进行复杂读写操作且不适合使用 channel 时）再考虑使用互斥锁来保护共享数据。

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面试题：Go语言数组与切片在并发场景下的特性及应用

知识考点

面试题答案

Go语言数组特性

Go语言切片特性

并发场景下选择及避免数据竞争、提高性能