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Go 切片导致 rand.Shuffle 产生重复数据的原因与解决方案

article 2025/2/25 1:30:53

Go 切片导致 rand.Shuffle 产生重复数据的原因与解决方案

在 Go 语言的实际开发中，切片（slice）是一种非常灵活的数据结构。然而，由于其底层数据共享的特性，在某些情况下可能会导致意想不到的 Bug。

本文将详细分析 rand.Shuffle 之后，切片中的数据出现重复的问题，探讨其根本原因，并给出最佳解决方案，以确保代码的正确性和稳定性。

🔍 问题描述

在一个 Go 服务端 API 里，我们需要按照 curBatch 参数进行分页，从 interestCfg 里分批选取 interestTagNum 个兴趣标签，并在返回结果前对选中的数据进行随机打乱。

全部兴趣标签示例：

{
    "InterestTags": [
        {"interestName":"Daily Sharing"},
        {"interestName":"Gaming"},
        {"interestName":"AI"},
        {"interestName":"test"},
        {"interestName":"Sports"},
        {"interestName":"Cars"},
        {"interestName":"other"}
    ]
}

🌟 现象回顾

当 curBatch = 0 时，返回的数据是正确的：

{
    "InterestTags": [
        { "interestName": "Daily Sharing" },
        { "interestName": "Gaming" },
        { "interestName": "AI" }
    ]
}

但当 curBatch = 2 时，测试环境出现了数据重复的问题：（本地运行正常）

1. 不随机时（正确的结果）：

{
    "InterestTags": [
        { "interestName": "other" },
        { "interestName": "Daily Sharing" },
        { "interestName": "Gaming" }
    ]
}

2. 随机后（错误的结果）：

{
    "InterestTags": [
        { "interestName": "Gaming" },
        { "interestName": "Gaming" },
        { "interestName": "AI" }
    ]
}

问题：

“Gaming” 出现了两次，而 “test” 消失了！
本地环境正常，但测试环境异常，导致调试变得困难。

🔎 问题排查

数据的选择和随机操作逻辑如下：

interestTags := make([]model.InterestConfig, 0, interestConfig.InterestTagNum)

// 处理interestConfig，根据curBatch分批次处理
if len(interestConfig.InterestCfg) > 0 && interestConfig.InterestTagNum > 0 {
    interestAllTags := interestConfig.InterestCfg
    numBatches := (len(interestAllTags) + int(interestConfig.InterestTagNum) - 1) / int(interestConfig.InterestTagNum)
    startIdx := (curBatch % numBatches) * int(interestConfig.InterestTagNum)
    endIdx := startIdx + int(interestConfig.InterestTagNum)

    if endIdx > len(interestAllTags) {
        interestTags = interestAllTags[startIdx:]
        interestTags = append(interestTags, interestAllTags[:(endIdx-len(interestAllTags))]...)
    } else {
        interestTags = interestAllTags[startIdx:endIdx]
    }
}

// 随机打乱 interestTags 顺序
r := rand.New(rand.NewSource(time.Now().UnixNano()))
r.Shuffle(len(interestTags), func(i, j int) {
    interestTags[i], interestTags[j] = interestTags[j], interestTags[i]
})

关键点分析

interestTags = interestAllTags[startIdx:endIdx] 直接从 interestAllTags 取出数据，但切片是引用类型，因此 interestTags 共享了 interestAllTags 的底层数组。
rand.Shuffle 随机交换 interestTags 里的元素，但 interestTags 指向 interestAllTags，可能导致原始数据被错误修改。
本地和测试环境不一致，可能与 Go 运行时的内存管理机制或高并发场景下的切片扩容行为有关。

🛠 代码验证

为了验证 interestTags 是否共享 interestAllTags 的底层数组，我们打印切片元素的内存地址：

fmt.Println("Before Shuffle:")
for i, tag := range interestTags {
    fmt.Printf("[%d] %p: %s\n", i, &interestTags[i], tag.InterestName)
}

r.Shuffle(len(interestTags), func(i, j int) {
    interestTags[i], interestTags[j] = interestTags[j], interestTags[i]
})

fmt.Println("After Shuffle:")
for i, tag := range interestTags {
    fmt.Printf("[%d] %p: %s\n", i, &interestTags[i], tag.InterestName)
}

测试环境的 After Shuffle 结果中，某些索引的地址相同，证明 rand.Shuffle 影响了原始数据，导致元素重复。

💡 解决方案

✅ 方案 1：使用 `append` 进行数据拷贝

为了避免 interestTags 共享 interestAllTags 的底层数组，我们需要显式拷贝数据：

interestTags = make([]model.InterestConfig, 0, interestConfig.InterestTagNum)
if endIdx > len(interestAllTags) {
    interestTags = append(interestTags, interestAllTags[startIdx:]...)
    interestTags = append(interestTags, interestAllTags[:(endIdx-len(interestAllTags))]...)
} else {
    interestTags = append(interestTags, interestAllTags[startIdx:endIdx]...)
}

🔹 为什么这样做？

append(..., interestAllTags[startIdx:endIdx]...) 创建新的切片，避免 interestTags 共享 interestAllTags 的底层数据。
独立的数据拷贝 确保 rand.Shuffle 只影响 interestTags，不会破坏原始 interestAllTags。

📌 总结

🌟 1. 问题原因

Go 切片是引用类型，直接赋值 interestTags = interestAllTags[startIdx:endIdx] 不会创建新数据，而是共享底层数组。
rand.Shuffle 可能影响 interestAllTags，导致元素重复。
本地环境正常，但测试环境异常，可能与 Go 内存管理和切片扩容策略有关。