公众号原文阅读 ： Golang package atomic库

Go语言在设计上对同步（Synchronization，数据同步和线程同步）提供大量的支持，比如 goroutine和channel同步原语，库层面有

  • sync：提供基本的同步原语（比如Mutex、RWMutex、Locker）和 工具类（Once、WaitGroup、Cond、Pool、Map）
  • sync/atomic：提供变量的原子操作（基于硬件指令 compare-and-swap）

atomic

当我们想要对某个变量并发安全的修改，除了使用官方提供的 mutex，还可以使用 sync/atomic 包的原子操作，它能够保证对变量的读取或修改期间不被其他的协程所影响。

atomic 包的原子操作是通过 CPU 指令，也就是在硬件层次去实现的，性能较好，不需要像 mutex 那样记录很多状态。 当然，mutex 不止是对变量的并发控制，更多的是对代码块的并发控制，2 者侧重点不一样。

atomic 这些功能需要非常小心才能正确使用。 除了特殊的低级应用程序外，最好使用通道或同步包的工具来完成同步。 通过通信共享内存； 不要通过共享内存进行通信。

atomic 包有几种原子操作，主要是 Add、CompareAndSwap、Load、Store、Swap

Add

atomic 的 Add 是针对 int 和 uint 进行原子加值的：

当需要添加的值为负数的时候，做减法，正数做加法

CompareAndSwap

比较并交换方法实现了类似乐观锁的功能，只有原来的值和传入的 old 值一样，才会去修改,

CAS 操作， 会先比较传入的地址的值是否是 old，如果是的话就尝试赋新值，如果不是的话就直接返回 false，返回 true 时表示赋值成功。


需要注意的是，CompareAndSwap 有可能产生ABA现象发生。也就是原来的值是 A，后面被修改 B，再后面修改为 A。在这种情况下也符合了 CompareAndSwap 规则，即使中途有被改动过。

Load

从某个地址中取值

Load 方法是为了防止在读取过程中，有其他协程发起修改动作，影响了读取结果，常用于配置项的整个读取。

Store

给某个地址赋值

有原子读取，就有原子修改值，前面提到过的 Add 只适用于 int、uint 类型的增减，并没有其他类型的修改，而 Sotre 方法通过 unsafe.Pointer 指针原子修改，来达到了对其他类型的修改。


Swap

交换两个值，并且返回老的值

Swap 方法实现了对值的原子交换，不仅 int，uint 可以交换，指针也可以。

value类型

Value
sync/atomicValue*ValueValue

CAS

sync/atomicValueruntime/internal/atomicCAS

在注释部分写的非常清楚，这个函数主要就是先比较一下当前传入的地址的值是否和 old 值相等，如果相等，就赋值新值返回 true，如果不相等就返回 false

LOCKCMPXCHG

示例对比

原子操作是比其它同步技术更基础的操作。原子操作是无锁的，常常直接通过CPU指令直接实现。 事实上，其它同步技术的实现常常依赖于原子操作。例如上面的的mx.lock



atomic包提供了底层的内存操作，对于同步算法的实现很有用， 这些函数必须谨慎的保证正确使用，除了某些特殊的底层应用，使用通道或者sync包的函数/ 类型实现同步更好

atomic 很多时候可能都没有使用上，毕竟 mutex 的拓展性比较好，使用起来也比较友好。但这并不妨碍我们对极致性能的追求，有时候，细节决定了性能！

References