Golang如何使用sync/atomic实现原子操作

答案：Go语言中sync/atomic包提供int32、int64等基础类型的原子操作，如Add、Load、Store、Swap和CompareAndSwap，适用于计数器、状态标志等简单共享变量场景，相比互斥锁更轻量高效；通过atomic.AddInt64实现并发安全计数器，用CompareAndSwap实现CAS逻辑可构建无锁算法，如一次性初始化，但复杂类型需间接处理，且不宜滥用CAS导致逻辑混乱。

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，能够避免多个goroutine同时访问共享变量时出现竞态条件。相比互斥锁（mutex），原子操作更轻量，适用于简单的共享变量读写场景，比如计数器、状态标志等。

1. 原子操作支持的数据类型

注意： atomic包只支持以下几种基础类型：

• int32、int64
• uint32、uint64
• uintptr
• unsafe.Pointer

对于结构体或复杂类型，不能直接使用原子操作，需通过指针或其他方式间接处理。

2. 常见原子操作函数

以 int64 为例，atomic 提供了几个核心函数：

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• atomic.AddInt64(&value, delta)：原子地增加值
• atomic.LoadInt64(&value)：原子地读取值
• atomic.StoreInt64(&value, newValue)：原子地写入值
• atomic.SwapInt64(&value, newValue)：原子地交换值
• atomic.CompareAndSwapInt64(&value, old, new)：如果当前值等于old，则设为new

3. 实际使用示例

下面是一个并发安全的计数器示例：

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package main

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

func main() {
    var counter int64
    var wg sync.WaitGroup

    for i := 0; i < 10; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            defer wg.Done()
            for j := 0; j < 1000; j++ {
                atomic.AddInt64(&counter, 1)
            }
        }()
    }

    wg.Wait()
    fmt.Println("最终计数:", atomic.LoadInt64(&counter))
}

在这个例子中，多个goroutine同时对 counter 进行递增，使用 atomic.AddInt64 和 atomic.LoadInt64 确保操作的原子性，避免了使用 mutex 的开销。

4. 使用CAS实现自定义同步逻辑

Compare-And-Swap（CAS）是实现无锁算法的核心。例如，可以用它来实现一个只执行一次的操作（类似 sync.Once）：

var initialized int32
var config map[string]string

func setup() {
    if atomic.LoadInt32(&initialized) == 0 {
        atomic.CompareAndSwapInt32(&initialized, 0, 1)
        config = make(map[string]string)
        config["mode"] = "prod"
    }
}

这里先判断是否初始化，再通过 CAS 设置状态，确保只初始化一次。虽然 sync.Once 更推荐用于此场景，但 CAS 提供了更大的灵活性。

基本上就这些。只要涉及共享变量的简单读写，优先考虑 atomic，性能更高，代码也更清晰。关键是记住：不要对非原子类型做原子操作，也不要滥用CAS导致逻辑复杂。

以上就是Golang如何使用sync/atomic实现原子操作的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！