sync.mutex不是单向链表并发安全的最优解,因其锁粒度粗导致吞吐量低,且易引发死锁或漏删;需用atomic.compareandswappointer等cas操作无锁更新next指针,避免map误用、nil解引用及atomic.value存储含指针结构体带来的悬垂指针与性能问题。

为什么 sync.Mutex 不是单向链表并发安全的最优解
因为锁粒度太粗,Insert 或 Delete 时整个链表被阻塞,吞吐量掉得厉害;更麻烦的是,一旦遍历中加锁(比如边查边删),极易写出死锁或漏删逻辑。原子操作不是为了炫技,而是为了解决「多个 goroutine 同时修改指针」这个本质问题——链表节点的 next 字段必须被无锁更新。
常见错误现象:panic: concurrent map read and map write(误用 map 模拟链表)、遍历时 nil pointer dereference(一个 goroutine 刚删掉节点,另一个还没来得及检查就解引用)。
实操建议:
- 放弃用
map[int]*Node模拟链表——它天生不满足“单向”和“有序遍历”语义,且并发读写 map 会直接 panic - 每个节点的
next字段必须声明为unsafe.Pointer或*Node+atomic.Value,但后者有接口逃逸开销,不推荐 - 核心是用
atomic.CompareAndSwapPointer实现 CAS 更新,而不是靠锁保序
atomic.CompareAndSwapPointer 怎么安全替换 next 指针
它不是“设置”,而是“条件更新”:只有当前值等于预期旧值时,才把指针设成新值。这正好对应链表插入/删除的原子性要求——比如在 A→B 之间插入 C,必须确保 A 的 next 还指着 B,才能把它改成 C;否则说明别人已经动过,得重试。
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使用场景:实现无锁 PushFront(头插)最简单,InsertAfter 和 Delete 需要循环 CAS,不能只试一次。
实操建议:
- 头插可单次 CAS 完成:
atomic.CompareAndSwapPointer(&head, old, unsafe.Pointer(newNode)) - 删除某节点 X(已知前驱 P)时,必须循环重试:
for { old := atomic.LoadPointer(&p.next); if old == unsafe.Pointer(x) { if atomic.CompareAndSwapPointer(&p.next, old, atomic.LoadPointer(&x.next)) { break } } else { p = (*Node)(old) } } - 永远不要直接写
p.next = x.next——这行代码在并发下不是原子的,中间可能被其他 goroutine 打断
为什么不能用 atomic.Value 存整个节点
atomic.Value 只能安全存储“可复制”的值,而链表节点包含指针字段(next *Node),一旦用 Store 存进去,Go 运行时会做深拷贝(实际是反射遍历+复制),导致你存进去的 next 指针在副本里变成悬垂指针——原节点被 GC 后,副本里的指针就指向了非法内存。
性能影响明显:每次 Load 都触发反射,比纯指针 CAS 慢 10 倍以上;兼容性上,Go 1.19+ 对 atomic.Value 的泛型支持也没解决底层指针失效问题。
实操建议:
- 绝对不要对含指针的结构体(如
type Node struct { data int; next *Node })调用atomic.Value.Store - 如果非要用
atomic.Value,只能存uintptr或unsafe.Pointer,但这就回到了原始指针操作,不如直接用atomic.*Pointer系列 - 测试时加
-gcflags="-m"看是否发生堆分配,若出现 “moved to heap” 就说明触发了逃逸,atomic.Value正在悄悄拖慢你
真实删除逻辑里最容易漏掉的空检查
不是检查节点本身是不是 nil,而是检查 CAS 前后 next 是否被其他 goroutine 改写过。比如你想删掉 head 后第二个节点,从 head 开始遍历,走到第一个节点时读到 next 是 B,但刚准备 CAS 更新它的 next,B 就被别人删掉了——此时 B 的 next 可能是 nil 或乱值,直接拿来 CAS 会失败甚至崩溃。
容易踩的坑:用 == 比较两个 *Node 是否相等,但没考虑其中一个是刚 new(Node) 出来的零值,next 是 nil,而另一个是已初始化节点,next 是有效地址,比较结果永远 false,导致无限循环。
实操建议:
- 所有指针比较必须用
atomic.LoadPointer读取,再转成*Node做逻辑判断,禁止直接访问字段 - 删除循环里每次迭代前都重新读前驱的
next,别缓存中间变量 - 在测试中故意用
runtime.Gosched()插入调度点,暴力暴露竞态——标准go test -race对这种细粒度指针操作不一定能捕获
真正的难点不在写对 CAS,而在构造出足够多的“时间窗口”让各种删除路径交叉执行;稍不注意,漏掉一次 atomic.LoadPointer 就会让整条链表进入不可预测状态。










