golang中的原子操作atomic包
2024-10-19 23:06:34
1. 概念
原子操作 atomic 包
加锁操作涉及到内核态的上下文切换,比较耗时,代价高,
针对基本数据类型我们还可以使用原子操作来保证并发的安全,
因为原子操作是go语言提供的方法,我们在用户态就可以完成,因此性能比加锁操作更好
go语言的原子操作由内置的库 sync/atomic 完成
2. atomic包
方法 | 解释 |
---|---|
func LoadInt32(addr int32) (val int32) func LoadInt64(addr `int64 ) (val int64)<br>func LoadUint32(addr uint32) (val uint32)<br>func LoadUint64(addr uint64) (val uint64)<br>func LoadUintptr(addr uintptr) (val uintptr)<br>func LoadPointer(addr unsafe.Pointer`) (val unsafe.Pointer) |
读取操作 |
func StoreInt32(addr *int32 , val int32)func StoreInt64(addr *int64 , val int64)func StoreUint32(addr *uint32 , val uint32)func StoreUint64(addr *uint64 , val uint64)func StoreUintptr(addr *uintptr , val uintptr)func StorePointer(addr *unsafe.Pointer , val unsafe.Pointer) |
写入操作 |
func AddInt32(addr *int32 , delta int32) (new int32)func AddInt64(addr *int64 , delta int64) (new int64)func AddUint32(addr *uint32 , delta uint32) (new uint32)func AddUint64(addr *uint64 , delta uint64) (new uint64)func AddUintptr(addr *uintptr , delta uintptr) (new uintptr) |
修改操作 |
func SwapInt32(addr *int32 , new int32) (old int32)func SwapInt64(addr *int64 , new int64) (old int64)func SwapUint32(addr *uint32 , new uint32) (old uint32)func SwapUint64(addr *uint64 , new uint64) (old uint64)func SwapUintptr(addr *uintptr , new uintptr) (old uintptr)func SwapPointer(addr *unsafe.Pointer , new unsafe.Pointer) (old unsafe.Pointer) |
交换操作 |
func CompareAndSwapInt32(addr *int32 , old, new int32) (swapped bool)func CompareAndSwapInt64(addr *int64 , old, new int64) (swapped bool)func CompareAndSwapUint32(addr *uint32 , old, new uint32) (swapped bool)func CompareAndSwapUint64(addr *uint64 , old, new uint64) (swapped bool)func CompareAndSwapUintptr(addr *uintptr , old, new uintptr) (swapped bool)func CompareAndSwapPointer(addr *unsafe.Pointer , old, new unsafe.Pointer) (swapped bool) |
3. 案例比较互斥锁和原子操作的性能
package main import (
"fmt"
"sync"
"sync/atomic"
"time"
) var (
x int64
mx sync.Mutex
wg sync.WaitGroup
) // 普通函数,并发不安全
func Add() {
x++
wg.Done()
}
// 互斥锁,并发安全,性能低于原子操作
func MxAdd() {
mx.Lock()
x++
mx.Unlock()
wg.Done()
}
// 原子操作,并发安全,性能高于互斥锁,只针对go中的一些基本数据类型使用
func AmAdd() {
atomic.AddInt64(&x, 1)
wg.Done()
} func main() {
// 原子操作 atomic 包
// 加锁操作涉及到内核态的上下文切换,比较耗时,代价高,
// 针对基本数据类型我们还可以使用原子操作来保证并发的安全,
// 因为原子操作是go语言提供的方法,我们在用户态就可以完成,因此性能比加锁操作更好
// go语言的原子操作由内置的库 sync/atomic 完成 start := time.Now()
for i := 0; i < 10000; i++ {
wg.Add(1)
//go Add() // 普通版Add函数不是并发安全的
//go MxAdd() // 加锁版Add函数,是并发安全的,但是加锁性能开销大
go AmAdd() // 原子操作版Add函数,是并发安全的,性能优于加锁版
} end := time.Now()
wg.Wait()
fmt.Println(x)
fmt.Println(end.Sub(start)) }
atomic包提供了底层的原子级内存操作,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
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