0

0

如何在Golang中使用sync/atomic实现原子操作_Golang sync/atomic原子操作技巧

P粉602998670

P粉602998670

发布时间:2025-12-04 12:17:10

|

272人浏览过

|

来源于php中文网

原创

sync/atomic是Go中用于无锁线程安全操作的基础工具,支持对int32、int64等基础类型的原子读写与CAS,需确保内存对齐、类型匹配,禁用结构体字段,推荐全局变量或指针声明,配合Load/Store/Add/Swap/CAS实现高效并发控制。

如何在golang中使用sync/atomic实现原子操作_golang sync/atomic原子操作技巧

在 Go 中,sync/atomic 是实现无锁、线程安全计数或状态更新的核心工具,适用于高并发下对基础类型(如 int32int64uint32uintptr*unsafe.Pointer)的原子读写与修改。它比加锁更轻量,但使用有严格限制——必须确保变量地址对齐、类型匹配,且不能用于结构体或非原子类型字段。

正确声明和初始化原子变量

原子操作要求变量内存对齐,因此推荐用指针或全局变量方式声明,并避免逃逸到堆上导致对齐不可控。Go 编译器会自动保证内置原子类型(如 int64)在 64 位系统上对齐,但跨平台时建议统一用 int64uint64

  • ✅ 推荐:声明为包级变量或局部指针,显式初始化
  • ❌ 避免:直接对结构体字段调用原子操作(字段可能不对齐)
  • ⚠️ 注意:int 不可移植(32/64 位长度不一),应改用 int64

示例:

var counter int64 = 0 // 全局原子计数器
var ptr unsafe.Pointer // 原子指针,可用于无锁链表或状态切换

常用原子操作及典型用途

sync/atomic 提供读、写、增减、交换、比较并交换(CAS)等操作,每种都有明确语义和适用场景。

立即学习go语言免费学习笔记(深入)”;

  • atomic.LoadInt64(&counter):安全读取当前值,适合监控、采样
  • atomic.StoreInt64(&counter, 100):覆盖写入,常用于状态重置或配置更新
  • atomic.AddInt64(&counter, 1):线程安全自增,替代 mu.Lock(); counter++; mu.Unlock()
  • atomic.SwapInt64(&counter, 0):原子交换并返回旧值,适合“清零并获取”模式
  • atomic.CompareAndSwapInt64(&counter, old, new):CAS,是实现自旋锁、无锁/队列的基础

CAS 实现简易无锁计数器或状态机

CAS 是构建更复杂原子逻辑的基石。例如,用 CAS 实现一个只允许从 0→1 的一次性状态切换(类似 Once):

黑点工具
黑点工具

在线工具导航网站,免费使用无需注册,快速使用无门槛。

下载
func SetOnceFlag(flag *int32) bool {
  return atomic.CompareAndSwapInt32(flag, 0, 1)
}

多次调用该函数,仅第一次成功返回 true,其余均返回 false,无需锁即可保证幂等性。

  • CAS 循环需谨慎:避免忙等耗尽 CPU,必要时加入 runtime.Gosched()
  • 读取旧值应始终用 Load,不要依赖局部缓存,否则 CAS 可能失败
  • 复合操作(如“读-改-写”)必须用 CAS 循环重试,而非分步调用

指针与 Unsafe.Pointer 的原子操作技巧

atomic.LoadPointeratomic.StorePointer 是处理动态对象引用的关键,常见于无锁数据结构或配置热更新。

  • 存储前需用 unsafe.Pointer 转换,读取后需类型断言还原
  • 确保被指向对象生命周期足够长(如全局变量或已逃逸对象),避免悬垂指针
  • 配合 atomic.CompareAndSwapPointer 可实现原子替换配置实例

示例(原子切换配置):

var configPtr unsafe.Pointer
atomic.StorePointer(&configPtr, unsafe.Pointer(&newConfig))
cfg := (*Config)(atomic.LoadPointer(&configPtr))

基本上就这些。用好 sync/atomic 的关键是:选对类型、对齐可靠、避免误用结构体字段、CAS 逻辑闭环。它不是万能锁替代品,但在计数、标志位、指针切换等场景下高效又简洁。

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
golang如何定义变量
golang如何定义变量

golang定义变量的方法:1、声明变量并赋予初始值“var age int =值”;2、声明变量但不赋初始值“var age int”;3、使用短变量声明“age :=值”等等。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

180

2024.02.23

golang有哪些数据转换方法
golang有哪些数据转换方法

golang数据转换方法:1、类型转换操作符;2、类型断言;3、字符串和数字之间的转换;4、JSON序列化和反序列化;5、使用标准库进行数据转换;6、使用第三方库进行数据转换;7、自定义数据转换函数。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

229

2024.02.23

golang常用库有哪些
golang常用库有哪些

golang常用库有:1、标准库;2、字符串处理库;3、网络库;4、加密库;5、压缩库;6、xml和json解析库;7、日期和时间库;8、数据库操作库;9、文件操作库;10、图像处理库。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

342

2024.02.23

golang和python的区别是什么
golang和python的区别是什么

golang和python的区别是:1、golang是一种编译型语言,而python是一种解释型语言;2、golang天生支持并发编程,而python对并发与并行的支持相对较弱等等。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

209

2024.03.05

golang是免费的吗
golang是免费的吗

golang是免费的。golang是google开发的一种静态强类型、编译型、并发型,并具有垃圾回收功能的开源编程语言,采用bsd开源协议。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

394

2024.05.21

golang结构体相关大全
golang结构体相关大全

本专题整合了golang结构体相关大全,想了解更多内容,请阅读专题下面的文章。

220

2025.06.09

golang相关判断方法
golang相关判断方法

本专题整合了golang相关判断方法,想了解更详细的相关内容,请阅读下面的文章。

192

2025.06.10

golang数组使用方法
golang数组使用方法

本专题整合了golang数组用法,想了解更多的相关内容,请阅读专题下面的文章。

355

2025.06.17

拼多多赚钱的5种方法 拼多多赚钱的5种方法
拼多多赚钱的5种方法 拼多多赚钱的5种方法

在拼多多上赚钱主要可以通过无货源模式一件代发、精细化运营特色店铺、参与官方高流量活动、利用拼团机制社交裂变,以及成为多多进宝推广员这5种方法实现。核心策略在于通过低成本、高效率的供应链管理与营销,利用平台社交电商红利实现盈利。

31

2026.01.26

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
Go 教程
Go 教程

共32课时 | 4.2万人学习

Go语言实战之 GraphQL
Go语言实战之 GraphQL

共10课时 | 0.8万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号