Go 的 sync/atomic 包提供无锁原子操作,适用于基础类型线程安全读写,如计数器、状态标志;不支持复合逻辑或结构体批量更新,需注意内存对齐、全量 atomic 访问及 atomic.Value 的类型固定限制。
Go 语言的 sync/atomic 包提供了一组底层、无锁的原子操作函数,适用于对基础类型(如 int32、int64、uint32、uint64
、uintptr、*unsafe.Pointer)进行线程安全的读写,避免使用 sync.Mutex 带来的锁开销。它不能替代互斥锁处理复杂逻辑,但在计数器、状态标志、轻量级信号等场景下高效且安全。
atomic 操作仅保证单个操作的原子性(如一次加法、一次指针交换),不提供事务或复合操作的原子性。例如:atomic.AddInt64(&x, 1) 是原子的,但 x++(先读再写)不是;if x > 0 { x-- } 这类判断+修改组合也**不能**靠 atomic 自动保证安全,需配合 CompareAndSwap 手动实现。
以下是最常使用的几类操作,均以 int64 为例(其他整型类似):
atomic.LoadInt64(&x)、atomic.StoreInt64(&x, 100)
atomic.AddInt64(&x, 1)(返回新值)、atomic.AddInt64(&x, -1)
atomic.CompareAndSwapInt64(&x, old, new) —— 仅当当前值等于 old 时才设为 new,返回是否成功。这是实现无锁算法的核心原语atomic.SwapInt64(&x, 5) —— 无条件替换并返回旧值示例:安全的启动/停止标志
var isRunning int32 = 0 // 0=false, 1=truefunc Start() bool { return atomic.CompareAndSwapInt32(&isRunning, 0, 1) }
func Stop() bool { return atomic.CompareAndSwapInt32(&isRunning, 1, 0) }
func IsRunning() bool { return atomic.LoadInt32(&isRunning) == 1 }
使用 atomic 时容易忽略内存顺序和类型对齐问题:
atomic.StoreUint64 要求变量地址 8 字节对齐,在 struct 中若前面字段导致偏移不对齐,可能 panic(Go 1.19+ 在非对齐地址上会 panic)。可使用 align64 字段或把 atomic 字段放在 struct 开头来规避runtime.Gosched() 或退避策略atomic.StorePointer 存储指针时,确保所指对象不会被提前回收(例如避免存储局部变量地址)对于非基础类型(如 map、struct、slice),可使用 atomic.Value,它内部用接口+反射封装了类型安全的原子读写:
v.Store(x) 写入任意类型值(首次写入后类型即固定)v.Load() 返回 interface{},需类型断言还原Store 和 Load 是完全原子的,但不保证其内部数据的线程安全(比如存了一个 map,多个 goroutine 仍不能并发写这个 map)典型用途:配置热更新、只读缓存对象替换
var config atomic.Value// 初始化 config.Store(&Config{Timeout: 30})
// 更新 config.Store(&Config{Timeout: 60})
// 读取(安全) c := config.Load().(*Config) fmt.Println(c.Timeout)