Go中安全计数器应优先使用sync/atomic包的原子操作（如atomic.AddInt64），而非互斥锁；需用int64类型并确保字段自然对齐，所有读写必须统一使用atomic函数，避免竞态。
在 Go 中实现安全计数器，核心是避免竞态（race），关键手段是使用 sync/atomic 包提供的原子操作，而不是依赖互斥锁（sync.Mutex）——除非你需要更复杂的同步逻辑。
为什么原子操作更适合简单计数器
计数器本质是单个整型变量的增减读取。atomic 对 int32、int64、uint32、uint64、uintptr 和指针类型提供了无锁、CPU 级别的原子读写与修改，性能高、开销小、天然并发安全。
注意：必须用 int64（而非 int）配合 atomic，因为 int 在 32 位系统上是 32 位，无法保证 64 位原子性；Go 官方只对明确位宽的类型提供原子支持。
基础安全计数器实现
以下是一个线程安全、零依赖的计数器结构：
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type Counter struct {
val int64
}
func (c *Counter) Add(delta int64) {
atomic.AddInt64(&c.val, delta)
}
func (c *Counter) Inc() {
atomic.AddInt64(&c.val, 1)
}
func (c *Counter) Dec() {
atomic.AddInt64(&c.val, -1)
}
func (c *Counter) Load() int64 {
return atomic.LoadInt64(&c.val)
}
func (c *Counter) Store(v int64) {
atomic.StoreInt64(&c.val, v)
}
func (c *Counter) Swap(new int64) (old int64) {
return atomic.SwapInt64(&c.val, new)
}
func (c *Counter) CompareAndSwap(old, new int64) bool {
return atomic.CompareAndSwapInt64(&c.val, old, new)
}
所有方法都无需加锁，可被任意 goroutine 并发调用。例如：
c := &Counter{}
go c.Inc()
go c.Inc()
go c.Add(3)
// 最终 c.Load() == 5，无竞态
常见陷阱与注意事项
-
不要对非对齐字段做原子操作：结构体中
int64字段必须自然对齐（通常放在结构体开头或确保前面字段总大小是 8 的倍数），否则在某些架构（如 32 位 ARM）上 atomic 可能 panic。Go 1.19+ 已大幅缓解，但稳妥起见仍建议把int64放首位。 -
避免混用 atomic 和普通读写：一旦用了
atomic.LoadInt64，所有读写都必须用 atomic 函数。直接c.val++会破坏原子性。 -
复合操作需谨慎：比如“如果为 0 则设为 1”，这不是单原子操作。此时应使用
CompareAndSwap循环重试，或改用sync.Mutex保护临界区。 -
不支持 float64 原子运算：需要浮点计数？要么转为定点整数（如乘以 100 存为 int64），要么用互斥锁 +
math.Float64bits/math.Float64frombits手动封装（极少必要）。
何时该换用 Mutex
当你的“计数器”行为超出原子整数能力时，例如：
- 需要同时更新多个字段（如计数器 + 时间戳 + 状态标志）
- 要实现带限流逻辑的计数（如“每秒最多 100 次，超限返回错误”）
- 需阻塞等待（如 wait-until-zero）
- 要支持复杂查询（如 TopN、滑动窗口统计）
这时用 sync.Mutex 封装更清晰可靠，性能差异在绝大多数场景下可忽略。
基本上就这些。用 atomic 实现计数器不复杂但容易忽略对齐和类型细节，抓住 int64 + atomic.*Int64 这个组合，就能写出高效又安全的并发计数逻辑。
