使用sync/atomic可实现整型等基本类型的原子操作,适用于计数器、状态标志等场景,避免锁开销。

在Go语言中处理并发时,保证数据的并发安全是关键。虽然可以通过sync.Mutex加锁来保护共享变量,但在某些简单场景下,使用sync/atomic包提供的原子操作更轻量、高效。atomic适用于对基本类型(如整型、指针)的读写操作,能避免锁的开销,提升性能。
atomic适用的场景
atomic主要用于多个goroutine同时访问同一个变量时,确保该变量的操作是原子的,不会出现竞态条件。典型使用包括:
- 计数器(如请求次数统计)
- 状态标志位(如服务是否已启动)
- 单例模式中的初始化检查
注意:atomic只适用于基本类型的原子操作,不能用于结构体或复杂对象。
常用atomic函数及用法
sync/atomic提供了对int32、int64、uint32、uint64、uintptr和unsafe.Pointer的原子操作。以下是常见函数示例:
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1. 原子增减(Add)使用atomic.AddInt64对64位整数进行原子自增:
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var counter int64
go func() {
for i := 0; i < 1000; i++ {
atomic.AddInt64(&counter, 1)
}
}()
// 等待后查看 counter 最终为 2000
2. 原子加载与存储(Load/Store)
使用atomic.LoadInt64和atomic.StoreInt64安全读写变量:
var status int64 = 0 // 写入 atomic.StoreInt64(&status, 1) // 读取 current := atomic.LoadInt64(&status)
这比直接读写更安全,尤其在多核CPU上能避免缓存不一致问题。
3. 比较并交换(Compare-and-Swap, CAS)CAS常用于实现无锁算法。例如,仅当值为旧值时才更新:
var value int64 = 0
for {
old := atomic.LoadInt64(&value)
newval := old + 1
if atomic.CompareAndSwapInt64(&value, old, newval) {
break
}
// 如果失败,循环重试
}
这种模式适合实现自旋锁或乐观更新。
实际使用建议
- 确保变量地址固定:atomic操作传的是指针,变量不能是临时值或栈上频繁变化的对象。
- 64位对齐问题:在32位系统上操作
int64需要保证变量64位对齐,否则可能 panic。可通过struct字段顺序或sync.Pool等机制规避。 - 不要混合使用原子操作和普通读写:一旦使用atomic,所有对该变量的访问都应通过atomic函数,否则仍可能引发竞态。
- 结合
memory ordering理解:atomic操作隐含一定的内存屏障语义,如Load具有acquire语义,Store具有release语义,适合构建简单的同步逻辑。
基本上就这些。atomic不是万能替代锁的方案,但在合适场景下——尤其是简单共享变量的读写——它更高效、简洁。掌握Add、Load、Store、CAS这几个核心函数,就能应对大多数并发安全需求。关键是理解它的边界:只用于基础类型,且所有访问路径都要统一使用atomic。









