Isso ocorre porque o compilador Go otimizou o código?

O problema não é uma otimização do compilador Go, mas sim uma falta de sincronização. A atribuição a i não é seguida por nenhum evento de sincronização, portanto não é garantido que seja observada por qualquer outra goroutine. Na verdade, um compilador agressivo pode excluir toda a instrução i.

O modelo de memória Go

O modelo de memória Go especifica as condições sob as quais a leitura de uma variável em um goroutine pode ter a garantia de observar valores produzidos por gravações na mesma variável em uma goroutine diferente.

Para serializar o acesso, proteja os dados com operações de canal ou outras primitivas de sincronização, como aquelas no pacotes sincronizados e sincronizados/atômicos.

Se você precisa ler o restante deste documento para entender o comportamento do seu programa, você está sendo muito inteligente. Não seja esperto.

Sincronização

No exemplo a seguir, a atribuição a a não é seguida por nenhum evento de sincronização, portanto, não é garantido que seja observado por qualquer outra goroutine. Na verdade, um compilador agressivo pode excluir toda a instrução go.

var a string

func hello() {
  go func() { a = "hello" }()
  print(a)
}

O exemplo a seguir mostra como serializar o acesso a i usando um sync.Mutex.

package main

import (
    "sync"
    "time"
)

func main() {
    mx := new(sync.Mutex)
    i := 1
    go func() {
        for {
            mx.Lock()
            i  
            mx.Unlock()
        }
    }()