在Go并發(fā)編程中，當多個 goroutine 同時讀寫共享變量時，如果沒有妥善同步，就會出現(xiàn)數(shù)據(jù)競爭（Data Race）。Go 提供了?sync/atomic?包，用于實現(xiàn)輕量級的原子操作，避免使用鎖所帶來的性能開銷。

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一、什么是原子操作？

原子操作指的是在執(zhí)行過程中不會被任何其他操作中斷的操作。在多線程環(huán)境中，原子操作確保某個變量的讀、寫、加減等操作具有一致性和安全性。

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二、常用原子操作函數(shù)

Go 的?sync/atomic?包支持以下常用操作，主要用于?int32、int64、uint32、uint64?和?unsafe.Pointer?等類型：

函數(shù)	說明
atomic.LoadInt32(&val)	原子讀取值
atomic.StoreInt32(&val, new)	原子寫入值
atomic.AddInt32(&val, delta)	原子加法（并返回新值）
atomic.CompareAndSwapInt32(&val, old, new)	原子比較并交換
同理還有?Int64、Uint32、Uint64、Pointer?版本

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三、使用示例

示例：并發(fā)計數(shù)器

package?mainimport?("fmt""sync""sync/atomic"
)func?main()?{var?counter?int32?=?0var?wg?sync.WaitGroupfor?i?:=?0;?i?<?1000;?i++?{wg.Add(1)go?func()?{defer?wg.Done()atomic.AddInt32(&counter,?1)}()}wg.Wait()fmt.Println("Final?Counter:",?counter)?//?輸出應該為?1000
}

這個例子中我們使用?atomic.AddInt32?來確保并發(fā)寫入是安全的，避免了?race condition。

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四、CompareAndSwap：原子級條件更新

CompareAndSwap?是一個非常強大的函數(shù)，可用于實現(xiàn)無鎖狀態(tài)切換。

var?status?int32?=?0//?嘗試將狀態(tài)從?0?改為?1
if?atomic.CompareAndSwapInt32(&status,?0,?1)?{fmt.Println("切換狀態(tài)成功")
}?else?{fmt.Println("狀態(tài)已被修改")
}

如果當前值等于期望值，就會被新值替換；否則不做任何操作，適用于狀態(tài)機、CAS 重試等場景。

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五、原子 vs 鎖

方面	原子操作（atomic）	鎖（Mutex/RWMutex）
性能	極高（CPU級指令）	較低（涉及調(diào)度、搶占）
適用場景	簡單計數(shù)、狀態(tài)標記	復雜結(jié)構(gòu)同步
編程復雜度	較高，易出錯	較低，語義清晰
死鎖風險	無	存在風險

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六、使用注意事項

• ? 原子操作僅適用于簡單變量的并發(fā)讀寫，如計數(shù)器、標志位。
• ? 不能對結(jié)構(gòu)體、map、slice 等復雜類型直接使用。
• ? 原子操作不能和普通操作混用，否則仍可能產(chǎn)生競態(tài)條件。
• ? 如需讀寫多個變量或復合結(jié)構(gòu)，推薦使用?sync.Mutex。

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七、小結(jié)

• ??sync/atomic?提供了高性能的原子操作，是無鎖并發(fā)的核心工具。
• ? 適合用于計數(shù)器、自旋鎖、狀態(tài)標識等場景。
• ? 不適合管理復雜共享數(shù)據(jù)，不能代替所有同步手段。

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