LaiYong Wang
go 的 atomic
Laiyong Wang Lv5
  2024-06-27 18:51:30   2025-01-07 15:52:37

go 语言中原子操作是硬件级的
sync/atomic包提供了底层的原子操作，用于在多个goroutine之间安全地操作共享变量。原子操作能够保证这些操作是不可分割的，即不会被其他操作打断，从而避免数据竞争（race condition）。

方法

sync/atomic包提供了一组函数，用于对数值类型（如整数和指针）进行原子操作。这些操作包括：

  • atomic.AddInt32/AddInt64：原子地对整数进行加法操作。
  • atomic.LoadInt32/LoadInt64：原子地读取整数值。
  • atomic.StoreInt32/StoreInt64：原子地写入整数值。
  • atomic.SwapInt32/SwapInt64：原子地交换整数值。
  • atomic.CompareAndSwapInt32/CompareAndSwapInt64：原子地比较并交换整数值。

作用

  • 线程安全：保证对共享变量的操作是原子的，从而避免数据竞争。
  • 高效：比使用锁（如sync.Mutex）更加轻量级，适用于需要高频率操作的场景。

使用场景

在实际应用中，sync/atomic常用于计数器、状态标志等需要多goroutine安全访问的共享变量。

简单例子

以下是一个使用sync/atomic实现线程安全计数器的示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
package main

import (
	"fmt"
	"sync"
	"sync/atomic"
)

func main() {
	var counter int64

	var wg sync.WaitGroup

	// 启动100个goroutine，每个增加1000次计数器
	for i := 0; i < 100; i++ {
		wg.Add(1)
		go func() {
			defer wg.Done()
			for j := 0; j < 1000; j++ {
				atomic.AddInt64(&counter, 1)
			}
		}()
	}

	// 等待所有goroutine完成
	wg.Wait()

	fmt.Println("Final counter value:", counter)
}

解释

  1. 定义计数器：

    • 使用 int64 类型的变量 counter 来存储计数值。

  2. 启动多个 goroutine：

    • 使用 sync.WaitGroup 来等待所有 goroutine 完成。
    • 启动 100 个 goroutine，每个 goroutine 执行 1000 次计数器增加操作。

  3. 原子操作：

    • 在每次增加计数器时，使用 atomic.AddInt64(&counter, 1) 保证操作的原子性。

  4. 等待所有 goroutine 完成：

    • 使用 wg.Wait() 等待所有 goroutine 完成操作。

  5. 输出结果：

    • 输出最终的计数器值。

这个例子展示了如何使用 sync/atomic 实现一个线程安全的计数器，确保在多个 goroutine 并发执行时没有数据竞争。
比 Mutex 简单很多，且不用 lock unlock