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Golang 函数并发编程如何利用原子类型实现并发安全?

确保并发编程安全:在 go 中使用原子类型,包括 int64 和 uint64,以及原子操作,例如增加、交换和比较并交换。这些操作确保多个协程可以安全地同时访问共享数据,避免数据竞争。通过使用原子计数器和比较并交换,开发者可以使用原子类型在并发环境中实现同步和一致性。

Golang 函数并发编程如何利用原子类型实现并发安全?

Go 函数并发编程:使用原子类型确保并发安全

在 Go 中,并发安全至关重要,尤其是当多个协程同时访问共享数据时。原子类型可以帮助确保并发操作的安全性,避免数据竞争。

原子类型概览

原子类型是一个可以在并发访问下保持一致的状态类型的概念。在 Go 中,可以使用 sync/atomic 包提供的 int64、uint64 以及其他类型进行原子操作。

原子操作

sync/atomic 包提供了以下原子操作:

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  • 增加/减少:AddInt64、AddUint64
  • 交换:SwapInt64、SwapUint64
  • 比较并交换:CompareAndSwapInt64、CompareAndSwapUint64
  • 加载/存储:LoadInt64、LoadUint64、StoreInt64、StoreUint64

实战案例:使用原子计数器

假设有一个需要在多个协程之间共享的计数器:

import "sync/atomic"

var counter int64

我们可以使用原子增加操作来并发地增加计数器:

func IncrementCounter() {
    atomic.AddInt64(&counter, 1)
}

现在,多个协程可以并发地调用 IncrementCounter,而无需担心数据竞争。

使用比较并交换进行乐观并发

比较并交换(CAS)是一种原子操作,可用于避免数据竞争:

  • Load: 从内存中加载值。
  • Compare And Swap: 比较加载的值是否与预期值相等。如果相等,则使用新值替换旧值。

如果预期值与加载的值不相等,则 CAS 操作将失败,并且操作将在稍后重试。

func SetCountCAS(expectedVal, newVal int64) bool {
    return atomic.CompareAndSwapInt64(&counter, expectedVal, newVal)
}

在这个示例中,只有当 counter 的当前值为 expectedVal 时,CAS 才将 counter 设置为 newVal。这可以用于乐观并发控制,例如确保多个协程不会同时更新敏感数据。

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