Go语言并发之原子操作详解

目录

• 修改
• 赋值与读取
• 比较并交换
• 小结

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)

• 这里一种无锁的结构，是一种思路，在需要改变数据的时候，反复判断数据是否和原数据一致
• 一致时替换，不一致时说明被它处修改，则跳过
• 在不创建互斥量和不形成临界区的情况下，完成并发安全的值替换操作。

小结

1.最常用原子操作中的修改、基本类型的值赋值，其他不常用

2.在其他类型出现并发的时候尽可能使用sync包提供的并发安全的类型，下一节讲。

3.通过通信共享内存；不要通过共享内存进行通信。尽量使用通道。

到此这篇关于Go语言并发之原子操作详解的文章就介绍到这了,更多相关Go语言原子操作内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！