Go for 循環(huán)有時候真的很坑。。。
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今天拜讀一下煎魚的文章。
不知道有多少 Go 的面試題和泄露，都和 for 循環(huán)有關(guān)。今天我在周末認(rèn)真一看，發(fā)現(xiàn)了 redefining for loop variable semantics[1] ，看來大家踩到的坑都是一樣的。
著名的硬核大佬 Russ Cox 表示他一直在研究這個問題，表示十年的經(jīng)驗表明了當(dāng)前語義的代價是很大的，得動一動，看看能不能打破兼容性原則。
想了下之前 Go modules 的事情，我真怕他一口氣就把這塔給推了...
問題
案例一
在 Go 語言中，我們寫 for 語句時有時會出現(xiàn)運行和猜想的結(jié)果不一致。例如以下第一個案例的代碼：
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，存儲進(jìn)去的是什么？是每次循環(huán)的 item 值，每次都不一樣，對嗎？
實際上在 for 循環(huán)時，每次存入變量 all 的都是相同的 item，也就是最后一個循環(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，畢竟還會存在亂序執(zhí)行等問題。
如果你想解決這個問題，就需要把程序改寫成如下：
var all []*Item
for _, item := range items {
item := item
all = append(all, &item)
}
要重新聲明一個局部變量 item 變量，把 for 循環(huán)的 item 變量給存儲下來，再追加進(jìn)去。
案例二
接下來是第二個案例的代碼：
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)果程序一運行，輸出結(jié)果是 3，3，3。這又是為什么？
問題的重點之一：關(guān)注到閉包函數(shù)，實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)會更容易在此翻車。
解決方案
修復(fù)思路
實際上 Go 核心團(tuán)隊在內(nèi)部和社區(qū)已經(jīng)討論過許久，希望重新定義 for 循環(huán)的語義。要達(dá)到的目的是：使循環(huán)變量每次迭代而不是每次循環(huán)。
解決的辦法是：在每個迭代變量 x 的每個循環(huán)體開頭，加一個隱式的再賦值，也就是 x := x，就能夠解決上述程序中所隱含的坑。
和我們現(xiàn)在做的一樣，只不過我們是自己手動加的，Go 團(tuán)隊做的是希望在編譯器內(nèi)隱式處理。
讓用戶自己決定
比較尷尬的是 Go 團(tuán)隊在 Proposal: Go 2 transition[2] 中明確禁止重新定義語言的語義，所以 rsc 不能直接這么干。
因此 rsc 打算開個新坑，希望將會由用戶自己決定控制這個 “破壞”，方式將會是根據(jù)每個 modules 的 go.mod 文件中的 go 行（版本聲明）來決定語義。
例如，如果是在 Go1.30 對本文討論的 for 循環(huán)將循環(huán)變量改為迭代，那么在 go.mod 文件中的 go 版本聲明是將是一個關(guān)鍵的開關(guān)。
如下圖示：
像上圖的配置，Go 1.30 或更高版本將會每次迭代變量，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 都可能會因此不一樣。
如此一來上述提到的 for 循環(huán)問題都會在一定范圍內(nèi)被解決。
總結(jié)
for 循環(huán)時的變量問題，一直是各大 Go 考官愛考的題目，也確實在實際編程 Go 代碼時會遇到這類坑。
雖然 rsc 希望在 go.mod 文件上開創(chuàng)先河，利用 go 版本的聲明，去修改語義（不允許添加和刪除）。這無疑是給 Go1 兼容性保障開了一個后門。
如果實施，本次變更會導(dǎo)致 Go 的前后版本語義有所不同。還不如變成一個 go.mod 文件的一個語義開關(guān)，一變?nèi)儯駝t這種變一些不變一些的，會給問題排查和理解上帶來不少的成本。
這顯然是一個很折騰人的思考題。
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參考資料
redefining for loop variable semantics: https://github.com/golang/go/discussions/56010
[2]Proposal: Go 2 transition: https://github.com/golang/proposal/blob/master/design/28221-go2-transitions.md#language-changes
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