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Golang如何使用atomic保证原子操作_Golang atomic原子操作应用实践

P粉602998670

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发布时间:2025-11-26 18:50:01

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来源于php中文网

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答案:Go的atomic包提供原子操作避免锁开销,支持基本类型如int32、int64的增减、比较交换、加载存储等操作,适用于计数器、状态标志和单例初始化等场景。1. 使用atomic.AddInt64可实现无锁并发计数;2. CompareAndSwap用于无锁逻辑控制,确保操作仅执行一次;3. Load/Store保证读写一致性,防止重排序。atomic适用于基础类型,提升并发性能。

golang如何使用atomic保证原子操作_golang atomic原子操作应用实践

在高并发编程中,数据竞争是常见问题。Golang 提供了 sync/atomic 包来支持原子操作,避免使用锁带来的性能开销。atomic 能保证对基本数据类型的读写、增减、交换等操作是不可分割的,适用于计数器、状态标志、单例初始化等场景。

atomic 支持的基本操作类型

atomic 主要支持 int32、int64、uint32、uint64、uintptr 和 unsafe.Pointer 类型。这些类型的操作包括:

  • 增减操作:AddInt32、AddInt64 等,用于安全地增加或减少数值
  • 比较并交换(CAS):CompareAndSwapInt32、CompareAndSwapInt64 等,常用于实现无锁算法
  • 加载与存储:LoadInt32、StoreInt32 等,确保读写操作的原子性
  • 交换值:SwapInt32、SwapInt64,原子地替换变量值

典型应用场景:并发计数器

当多个 goroutine 需要更新同一个计数器时,使用 atomic.AddInt64 比 mutex 更轻量。

var counter int64

func worker() { for i := 0; i < 1000; i++ { atomic.AddInt64(&counter, 1) } }

func main() { var wg sync.WaitGroup for i := 0; i < 10; i++ { wg.Add(1) go func() { defer wg.Done() worker() }() } wg.Wait() fmt.Println("Counter:", counter) // 输出 10000 }

这里无需互斥锁,atomic.AddInt64 直接完成线程安全的递增。

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使用 CAS 实现无锁逻辑控制

CompareAndSwap 可用于实现 once 或状态切换等逻辑。例如,确保某操作只执行一次:

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var initialized int32

func doOnce() { if atomic.CompareAndSwapInt32(&initialized, 0, 1) { fmt.Println("Initialization done") // 执行初始化逻辑 } else { fmt.Println("Already initialized") } }

多个 goroutine 同时调用 doOnce,只有第一个能成功将 initialized 从 0 改为 1。

加载与存储保证读写一致性

在频繁读写的场景下,使用 LoadInt32 和 StoreInt32 可避免脏读。

var status int32 = 1

go func() { for { current := atomic.LoadInt32(&status) if current == 0 { break } time.Sleep(time.Millisecond * 100) } }()

// 外部控制关闭 time.Sleep(time.Second) atomic.StoreInt32(&status, 0)

这种模式常用于信号通知或状态轮询,确保读写不会因编译器或 CPU 重排序导致异常。

基本上就这些。atomic 不适合复杂结构操作,但对于基础类型,它是提升并发性能的有效工具。正确使用能减少锁竞争,提高程序吞吐。

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