Go语言并发之原子操作详解_Golang

Go语言并发之原子操作详解

2022-12-30 15:41机智的程序员小熊 Golang

代码中的加锁操作因为涉及内核态的上下文切换会比较耗时、代价比较高。针对基本数据类型我们还可以使用原子操作来保证并发安全，本文就来和大家详细聊聊，需要的可以参考下

代码中的加锁操作因为涉及内核态的上下文切换会比较耗时、代价比较高。针对基本数据类型我们还可以使用原子操作来保证并发安全，因为原子操作是Go语言提供的方法它在用户态就可以完成，因此性能比加锁操作更好。Go语言中原子操作由内置的标准库sync/atomic 提供。

大多数情况下我们都是针对基本数据类型进行数据操作，能不加锁就不加锁。

首先很多人都不相信基本类型并发修改会出现竞态问题。不妨尝试一下，并发加一。

				?

									var wg sync.WaitGroup

									for i := 0; i < 10000; i++ {

									wg.Add(1)

									go func () {

									defer wg.Done()

									xInt32++

									}()

									}

									wg.Wait()

									print(xInt32)

无论输出多少次都无法达到10000,之所以如此就是因为此处的加1操作并不是原子的，都是先取当前值，加1，再赋值，会出现覆盖的情况。

修改

修改是最常用到的。

				?

									func modify(delta int32) {

									atomic.AddInt32(&xInt32, delta)

									atomic.AddInt64(&xInt64, int64(delta))

									atomic.AddUint32(&xuInt32, uint32(delta))

									atomic.AddUint64(&xuInt64, uint64(delta))

									}

我们忽略了Uintptr的讨论，这是内存地址的整数表示，是用来存地址内容的，暂时没有遇到过指针的数据计算。

				?

									var wg sync.WaitGroup

									for i := 0; i < 10000; i++ {

									wg.Add(1)

									go func () {

									defer wg.Done()

									//xInt32++

									modify(1)

									}()

									}

									wg.Wait()

									print(xInt32)

改为原子操作后，发现每次运行都可以得到预期的结果10000，

赋值与读取

在并发情况下，读取到某个变量后，在使用时变量内容可能会被篡改，所以使用原子读取。在并发情况下，为某个变量赋值的时候，必须要防止读取到写入一半的错误值，所以要用原子写入。

				?

									var xInt32 int32

									atomic.StoreInt32(&xInt32, 100)

									println(xInt32)

									v := atomic.LoadInt32(&xInt32)

									println(v)

输出

100
100

就目前而言，原子读写都是为了防止读写一半导致数据错误，但我无法复现这种错误的场景，假如你可以复现请在本文底部放留言。

				?

									var v atomic.Value

									v.Store([]int{})

									fmt.Println(v.Load().([]int))

也可以存储其他任意类型，但如果使用到类似append扩容原变量的语句，而不是使用直接替换的话，原子操作也是会失效的。

比较并交换

以下是节选自《Go并发编程实战》一书中的例子，比较并交换（Compare And Swap）简称CAS，是乐观锁的核心思想，所以简单介绍一下。

				?

									var xInt32 int32

									for {

									    v := atomic.LoadInt32(&xInt32)

									    if atomic.CompareAndSwapInt32(&xInt32, v, v+100) {

									        break

									    }

									}

									print(xInt32)