如何在Golang中使用sync/atomic实现原子操作-Golang-PHP中文网

如何在Golang中使用sync/atomic实现原子操作

P粉602998670

发布： 2025-10-17 22:18:01

原创

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答案：sync/atomic包提供轻量级原子操作，适用于int32、int64等简单类型的操作如增减、交换，在高并发场景下提升性能。示例中用atomic.AddInt64和atomic.LoadInt64实现安全计数器，避免数据竞争。注意事项包括仅支持基本类型、操作需简单、int64在32位系统需对齐，且无法替代锁处理复杂逻辑。合理使用可减少锁开销，提升并发效率。

如何在golang中使用sync/atomic实现原子操作

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，用于在并发环境中安全地读取、写入和修改变量，而无需使用互斥锁（mutex）。这能有效提升性能，尤其是在高并发、竞争激烈但操作简单的场景中。

理解原子操作的适用场景

原子操作适用于对整型（int32、int64、uint32、uint64）、指针、unsafe.Pointer 等类型的简单操作，比如递增、比较并交换（CAS）、加载、存储等。它们执行时不会被中断，保证了操作的完整性。

相比 sync.Mutex，原子操作更轻量，适合计数器、状态标志、单例初始化等场景。

常用原子操作函数

sync/atomic 提供了一系列以类型为后缀的函数，以下是常见操作：

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atomic.LoadInt32(&val)：原子加载 int32 值
atomic.StoreInt32(&val, newVal)：原子存储 int32 值
atomic.AddInt32(&val, delta)：原子增加 int32 值
atomic.CompareAndSwapInt32(&val, old, new)：如果当前值等于 old，则设置为 new，返回是否成功
atomic.SwapInt32(&val, new)：原子交换，返回旧值

这些函数都有对应的 int64、uint32、Pointer 等版本，注意使用时变量必须是指针形式传入，且通常应为 int64 类型变量地址对齐，否则在 32 位系统上可能出错。

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实际使用示例

以下是一个使用原子操作实现并发安全计数器的例子：

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 < 100; j++ {
                atomic.AddInt64(&counter, 1)
            }
        }()
    }

    wg.Wait()
    fmt.Println("Counter:", atomic.LoadInt64(&counter))
}

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在这个例子中，多个 goroutine 同时对 counter 进行递增，通过 atomic.AddInt64 和 atomic.LoadInt64 保证操作的原子性，避免了数据竞争。

注意事项与限制

原子操作虽然高效，但有其局限性：

只能用于支持的简单类型，不能对结构体或复杂对象做原子操作
操作逻辑必须非常简单，不适合复杂的临界区代码
使用 int64 时，在 32 位架构上需确保变量地址是 8 字节对齐的（通常全局变量或堆分配变量满足）
不能替代锁在需要保护多变量或复杂逻辑时的作用

基本上就这些。合理使用 sync/atomic 能在保证并发安全的同时减少锁开销，是高性能 Go 程序的重要工具之一。

以上就是如何在Golang中使用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！