原子操作是不可中断的操作序列，Go的sync/atomic包提供int32、int64等类型的原子操作函数，如Load、Store、Add、Swap和CompareAndSwap，用于实现高效并发安全的计数器、状态标志等场景，避免锁开销。
在Go语言中，sync/atomic包提供了对基本数据类型的原子操作支持，用于实现高效的并发安全访问。当多个goroutine同时读写共享变量时，如果不加保护，就会引发数据竞争（data race），导致程序行为不可预测。虽然可以通过互斥锁（sync.Mutex）来保护共享资源，但在某些简单场景下，使用原子操作更轻量、性能更高。
什么是原子操作？
原子操作是指不可中断的一个或一系列操作，在执行过程中不会被其他goroutine干扰。这意味着对同一个变量的原子读取、写入、增加、比较并交换等操作，在多线程环境下是线程安全的。
Go的sync/atomic主要支持以下类型：
- int32
- int64
- uint32
- uint64
- uintptr
- unsafe.Pointer
注意：没有直接支持float32/float64的原子操作，需要通过atomic.AddUint64配合位操作模拟实现。
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常用原子操作函数
以下是sync/atomic中最常用的几个函数及其用途：
- atomic.LoadInt32(&val)：原子读取int32值
- atomic.StoreInt32(&val, new)：原子写入int32值
- atomic.AddInt32(&val, delta)：原子增加，并返回新值
- atomic.SwapInt32(&val, new)：交换值，返回旧值
- atomic.CompareAndSwapInt32(&val, old, new)：如果当前值等于old，则设为new，返回是否成功
这些函数保证了对变量的操作是原子的，避免了使用锁带来的开销。
典型使用场景
原子操作特别适合用于计数器、状态标志、单例初始化等轻量级同步需求。
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示例：并发安全的计数器
package main
import (
"fmt"
"sync"
"sync/atomic"
)
func main() {
var counter int32
var wg sync.WaitGroup
for i := 0; i < 1000; i++ {
wg.Add(1)
go func() {
defer wg.Done()
atomic.AddInt32(&counter, 1)
}()
}
wg.Wait()
fmt.Println("Counter:", atomic.LoadInt32(&counter)) // 输出: Counter: 1000
}
在这个例子中，我们用atomic.AddInt32和atomic.LoadInt32来安全地增减和读取计数器，无需互斥锁。
与Mutex的对比
原子操作比互斥锁更快，因为它们通常由底层硬件指令（如CAS、XADD）直接支持，避免了操作系统调度和上下文切换的开销。
但原子操作也有局限性：
- 只能用于简单类型（不能对结构体整体做原子操作）
- 逻辑复杂时难以维护，比如需要原子执行多个变量的更新
- 不适用于临界区较长的操作
因此，如果只是读写一个整型变量或指针，优先考虑原子操作；若涉及复杂逻辑或多字段协调，还是应使用sync.Mutex。
常见陷阱与注意事项
- 确保原子操作的目标变量地址不变，且对齐。Go编译器一般会自动处理，但在结构体中要注意字段顺序。
- 不要混合使用普通读写和原子操作。例如：
counter++
是非原子的，即使变量被声明为原子用途。 - 64位操作（如int64）在32位平台上可能不是原子的，除非变量是8字节对齐的。Go运行时会对全局变量和分配的对象自动对齐，但栈上变量需注意。
基本上就这些。合理使用sync/atomic能提升程序性能，特别是在高并发场景下对简单共享变量的操作。关键是理解其适用边界，避免误用。
