大家好，我是煎魚。

之前有提到 Go for 循環(huán)變量的問題，許多面試題和泄露與此有關(guān)。

Russ Cox（下稱：rsc）甚至一度表示他一直在研究這個(gè)問題，認(rèn)為當(dāng)前語義的代價(jià)是很大的，想看看能不能進(jìn)行變更。

經(jīng)過 Go1 向前兼容性和向后兼容性提案的鋪墊，循環(huán)變量的這個(gè)問題將得到解決。在 Go1.21 可以進(jìn)行嘗試使用，預(yù)計(jì) Go1.22 開始正式變更。

回顧問題現(xiàn)象

第一個(gè)例子

在 Go 語言中，我們寫 for 語句時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行和猜想的結(jié)果不一致。例如以下第一個(gè)案例的代碼：

var all []*Item
for _, item := range items {
 all = append(all, &item)
}

這段代碼有問題嗎？變量 all 內(nèi)的 item 變量，存儲(chǔ)進(jìn)去的是什么？是每次循環(huán)的 item 值，每次都不一樣，對(duì)嗎？

實(shí)際上在 for 循環(huán)時(shí)，每次存入變量 all 的都是相同的 item，也就是最后一個(gè)循環(huán)的 item 值。這是 Go 面試?yán)锝?jīng)常出現(xiàn)的題目，結(jié)合 goroutine 更風(fēng)騷，畢竟還會(huì)存在亂序執(zhí)行等問題。

如果你想解決這個(gè)問題，就需要把程序改寫成如下：

var all []*Item
for _, item := range items {
 item := item
 all = append(all, &item)
}

要重新聲明一個(gè)局部變量 item 變量，把 for 循環(huán)的 item 變量給存儲(chǔ)下來，再追加進(jìn)去。

第二個(gè)例子

接下來是第二個(gè)案例的代碼：

var prints []func()
for _, v := range []int{1, 2, 3} {
 prints = append(prints, func() { fmt.Println(v) })
}
for _, print := range prints {
 print()
}

這段程序的輸出結(jié)果是什么？沒有 & 取地址符，是輸出 1，2，3 嗎？

結(jié)果程序一運(yùn)行，輸出結(jié)果是 3，3，3。這又是為什么？

問題的重點(diǎn)之一：關(guān)注到閉包函數(shù)，實(shí)際上所有閉包都打印的是相同的 v，也就是輸出 3，原因是在 for 循環(huán)結(jié)束后，最后 v 的值被設(shè)置為了 3，僅此而已。

如果想要達(dá)到預(yù)期的效果，依然是使用萬能的再賦值。改寫后的代碼如下：

for _, v := range []int{1, 2, 3} {
  v := v
  prints = append(prints, func() { fmt.Println(v) })
 }

增加 v := v 語句，程序輸出結(jié)果為 1，2，3。仔細(xì)翻翻你寫過的 Go 工程，是不是都很熟悉？就這改造方法，贏了。

尤其是配合上 Goroutine 的寫法，很多同學(xué)會(huì)更容易在此翻車。

解決方案

GOEXPERIMENT=loopvar

在 Go1.21 的新版本起，我們可以開啟 GOEXPERIMENT=loopvar 來構(gòu)建 Go 程序，來體驗(yàn)上面提到的 for 循環(huán)變量的問題。

構(gòu)建命令：

GOEXPERIMENT=loopvar go install my/program
GOEXPERIMENT=loopvar go build my/program
GOEXPERIMENT=loopvar go test my/program
GOEXPERIMENT=loopvar go test my/program -bench=.
...

預(yù)計(jì)在 Go1.22 起，新的 for 循環(huán)語義，將會(huì)在 go.mod 文件中的 go 行（版本聲明）大于等于 Go1.22 下默認(rèn)應(yīng)用。

我們對(duì)應(yīng)到上述的第二個(gè)例子，程序的運(yùn)行結(jié)果將發(fā)生如下改變：

$ go run demo.go                        
3
3
3
$ GOEXPERIMENT=loopvar gotip run demo.go
1
2
3

以后就不再需要寫 v := v 語句了。

模塊版本控制開關(guān)

go.mod 方面，具體可以參照以下案例：

圖片

像上圖的配置，Go 1.30 或更高版本將會(huì)每次迭代變量（也就是新的 for 循環(huán)語義），而早期 Go 版本的將每次循環(huán)變量，也就是 go.mod 的 Go 版本控制了新特性的語義，不同 modules 都可能會(huì)因此不一樣。

如此一來上述提到的 for 循環(huán)問題都會(huì)在一定范圍（版本）內(nèi)被解決。

查看影響范圍

可以在命令行執(zhí)行以下指令進(jìn)行構(gòu)建：

$ go build -gcflags=all=-d=loopvar=2 cmd/go
...
modload/import.go:676:7: loop variable d now per-iteration, stack-allocated
modload/query.go:742:10: loop variable r now per-iteration, heap-allocated

我們就可以看到對(duì)應(yīng)的文件、行數(shù)、變量。知道目前對(duì)應(yīng)的是迭代還是循環(huán)，變量分配在哪里。不用靠再翻版本號(hào)再看再猜。

實(shí)際應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

在 2023 年 5 月初起，Google 一直在內(nèi)部使用 for 循環(huán)的新語義。截止目前為止，沒有報(bào)告任何新問題。

另外還在 Kubernetes 中嘗試了新的 Go1.21 版本和新的 for 循環(huán)語義測(cè)試：

圖片

將 Kubernetes 從 Go 1.20 更新到 Go 1.21 時(shí)，發(fā)現(xiàn)了 3 個(gè)新失敗的測(cè)試。而 for 循環(huán)變量的語義更改，則造成了 2 個(gè)新的失敗。與普通版本更新相比，Go 官方團(tuán)隊(duì)認(rèn)為并不是一個(gè)重大的新負(fù)擔(dān)。

綜合認(rèn)為這不是一個(gè)大變動(dòng)，且影響面可以控制。所以可變！

總結(jié)

在本次 Go 新版本更新中，Go 官方核心團(tuán)隊(duì)終于解決了這個(gè)十年之痛的問題。前面鋪墊了真的是非常久了，這么多年，為了兼容性還出臺(tái)了幾個(gè)兼容性提案。真的是用心良苦！

大家要關(guān)注一下自己的應(yīng)用程序，可以在 Go1.21 提前把開關(guān)開起來，看看是否有影響。如果沒有影響，那就是最好的了。如果有影響，那么需要注意在后續(xù)升級(jí)新版本（Go1.22 時(shí)），要控制好 go.mod 中的 Go 版本信息。

在下個(gè)版本（Go1.21/Go1.22）起，Go 代碼的 v := v 語句將會(huì)逐漸變少?？赡苁莻€(gè)好事？

面試官們也請(qǐng)記得修改一下你的題庫了。