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如何在Golang中实现并发环境下的计数器 Go语言Atomic与Mutex性能对比

P粉602998670

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发布时间:2026-03-01 05:21:33

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来源于php中文网

原创

如何在golang中实现并发环境下的计数器 go语言atomic与mutex性能对比

Go 并发计数器该用 atomic.AddInt64 还是 sync.Mutex

绝大多数场景下,优先用 atomic.AddInt64 —— 它快、轻量、无锁,且能正确保证计数器的原子性。只有当你需要「复合操作」(比如“读+判+写”)或计数器只是更大临界区的一部分时,才考虑 sync.Mutex

哪些操作不能靠 atomic 完成,必须上 Mutex

atomic 只保证单个操作的原子性,不提供「多步逻辑的原子封装」。一旦涉及条件判断或依赖当前值做决策,atomic 就力不从心了。

  • 「如果计数器小于 100 才加 1」—— atomic.LoadInt64 + atomic.AddInt64 中间可能被其他 goroutine 修改,结果不可靠
  • 「加 1 后立刻记录日志并触发回调」—— 日志和回调不在原子范围内,atomic 无法保护
  • 多个变量需同步更新(如 countlastUpdated)—— atomic 无法跨变量协调

atomic 计数器的典型写法和易错点

别直接对变量做 +++=;所有修改必须走 atomic 函数,且类型严格匹配(int64 是默认安全类型,int 在 32 位系统上非原子)。

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  • 初始化必须用 int64 类型: var counter int64,不是 int
  • 读取用 atomic.LoadInt64(&counter),不是 counter 直接读(可能看到脏值)
  • 自增用 atomic.AddInt64(&counter, 1),别写 counter++(竞态!)
  • 避免在循环里高频调用 atomic.LoadInt64 做轮询判断——可能掩盖设计问题,也影响性能

性能差多少?实测常见场景下的开销差异

在纯递增场景下,atomic.AddInt64sync.Mutex 快 3–5 倍,内存占用更低,且不会因锁竞争导致 goroutine 阻塞。但这个差距只在高并发(数百 goroutine 以上)、高频(每秒百万次以上)计数时才明显。

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  • 低频计数(如每秒几百次):两者感知不到差别,选哪个都行,但 atomic 更简洁
  • 争抢激烈时:Mutex 会排队、休眠、唤醒,带来调度开销;atomic 是 CPU 级指令,无上下文切换
  • 注意:atomic 不解决「可见性」以外的问题——比如你用 atomic 更新了计数,但没用 atomic 读,那读到的仍是旧值

真正容易被忽略的是:很多人以为用了 atomic 就万事大吉,结果在非原子路径上读写同一个变量,或者把 atomic 和普通赋值混用,反而埋下更隐蔽的竞态。

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