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Golang如何使用atomic保证原子操作

P粉602998670

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发布时间:2025-10-14 16:31:01

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来源于php中文网

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Go语言中atomic包提供原子操作以实现并发安全的共享变量读写,相比互斥锁更轻量。1. 常见函数包括Add、Load、Store、Swap和CompareAndSwap,支持int32、int64等类型,确保操作不可中断。2. 典型应用是使用atomic.AddInt64实现多goroutine下的计数器递增,避免数据竞争,保证最终结果正确。

golang如何使用atomic保证原子操作

在Go语言中,atomic包提供了底层的原子操作支持,用于对基本数据类型进行安全的并发读写,避免数据竞争。相比互斥锁(mutex),原子操作更轻量,适合简单的共享变量操作,比如计数器、状态标志等。

1. 常见的原子操作函数

atomic包主要支持对int32、int64、uint32、uint64、uintptr和指针类型的原子操作。常用函数包括:

atomic.AddInt32/atomic.AddInt64:原子地增加一个整数值
atomic.LoadInt32/atomic.LoadInt64:原子地读取一个值
atomic.StoreInt32/atomic.StoreInt64:原子地写入一个值
atomic.SwapInt32/atomic.SwapInt64:原子地交换新值并返回旧值
atomic.CompareAndSwapInt32/atomic.CompareAndSwapInt64:比较并交换(CAS),如果当前值等于旧值,则更新为新值

这些函数保证了操作的原子性,不会被其他goroutine打断。

2. 使用atomic实现计数器

一个典型的使用场景是多个goroutine同时递增一个计数器。如果不用原子操作或锁,会出现竞态条件。

立即学习go语言免费学习笔记(深入)”;

func main() {
var counter int64
var wg sync.WaitGroup
for i := 0; i
wg.Add(1)
go func() {
defer wg.Done()
atomic.AddInt64(&counter, 1)
}()
}
wg.Wait()
fmt.Println("Counter:", counter) // 输出 1000
}

这里使用atomic.AddInt64确保每次递增都是原子的,最终结果正确。

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3. 使用Load和Store保护读写

当需要读写共享变量时,应使用atomic.LoadXXXatomic.StoreXXX来避免非原子访问。

var ready int32
go func() {
time.Sleep(1 * time.Second)
atomic.StoreInt32(&ready, 1) // 安全写入
}()
for atomic.LoadInt32(&ready) == 0 { // 安全读取
runtime.Gosched()
}
fmt.Println("Ready!")

这种模式常用于信号通知,比如等待某个条件成立。

4. 使用CompareAndSwap实现无锁逻辑

CAS(Compare-And-Swap)可用于实现更复杂的无锁控制结构。

var value int32 = 0
for {
old := atomic.LoadInt32(&value)
new := old + 1
if atomic.CompareAndSwapInt32(&value, old, new) {
break
}
}

这段代码尝试将valueold改为new,如果中间没有其他goroutine修改过,就会成功;否则重试。

基本上就这些。atomic适合简单共享变量的并发保护,注意它不能替代锁处理复杂临界区。正确使用能提升性能,但要确保只用于支持的类型,并配合sync/atomic提供的函数访问。不复杂但容易忽略细节。

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