Golang原子操作有哪些 atomic包函数详解

go语言中atomic包提供高效的无锁原子操作，支持整型和指针类型的原子读写、增减、交换及比较并交换（CAS），常用于计数器、状态标志和单例模式；布尔操作通过int32模拟，浮点型需转换为整型实现；使用时需传地址、保证对齐，CAS常配合循环重试，适用于高性能场景，但复杂逻辑推荐使用mutex以提升可读性和正确性。

Go语言中的原子操作由

sync/atomic

包提供，主要用于在多goroutine环境下对基本数据类型进行安全的无锁操作。这些操作依赖底层CPU指令实现，效率高，适用于计数器、状态标志等场景。以下是

atomic

包中常用函数的详细说明。

1. 整型原子操作（int32, int64, uint32, uint64, uintptr）

atomic

包支持对整型变量的原子读写、增减、比较并交换等操作。常用函数包括：

atomic.LoadXXX(&val)

原子读取值。例如：

• atomic.LoadInt32(&counter)

• atomic.LoadInt64(&counter)

• atomic.LoadUint32(&flag)

• atomic.LoadUint64(&id)

• atomic.Loadpointer(&ptr)

atomic.StoreXXX(&val, newVal)

原子写入值。例如：

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• atomic.StoreInt32(&counter, 10)

• atomic.StoreInt64(&counter, 20)

atomic.AddXXX(&val, delta)

原子增加并返回新值。适用于计数器场景：

• atomic.AddInt32(&counter, 1)

• atomic.AddInt64(&counter, 5)

• atomic.AddUint32(&total, 100)

atomic.SwapXXX(&val, new)

原子交换，返回旧值：

• old := atomic.SwapInt32(&flag, 1)

atomic.CompareAndSwapXXX(&val, old, new)

比较并交换（CAS），仅当当前值等于

old

时才设置为

new

，返回是否成功。这是实现无锁算法的核心：

• if atomic.CompareAndSwapInt32(&state, 0, 1) { ... }
• 常用于状态机切换、单例初始化等场景

2. 指针原子操作

通过

unsafe.Pointer

可实现任意类型的原子指针操作，常用于无锁数据结构。

atomic.LoadPointer(&ptr)

原子读取指针值，需配合

unsafe.Pointer

使用。

atomic.StorePointer(&ptr, newPtr)

原子写入指针。

atomic.SwapPointer(&ptr, new)

原子交换指针值。

atomic.CompareAndSwapPointer(&ptr, old, new)

指针版本的CAS操作。

示例：实现线程安全的单例懒加载

var instance *MyStruct var oncePtr unsafe.Pointer  func GetInstance() *MyStruct {     p := (*MyStruct)(atomic.LoadPointer(&oncePtr))     if p == nil {         p = &MyStruct{}         if atomic.CompareAndSwapPointer(&oncePtr, nil, unsafe.Pointer(p)) {         }     }     return p } 

3. 布尔值的原子操作（通过int32模拟）

Go标准库未提供

atomic.bool

，通常用

int32

模拟：

• 0 表示 false，1 表示 true
• 使用

  atomic.CompareAndSwapInt32

  实现状态切换

示例：

var running int32  func start() {     if atomic.CompareAndSwapInt32(&running, 0, 1) {         // 执行启动逻辑     } } 

4. 注意事项与使用建议

使用

atomic

包时需注意以下几点：

• 操作对象必须是地址，传参应为

  &variable
• 变量应确保对齐，避免性能下降或panic（Go编译器通常自动处理）
• 不支持浮点型的原子操作，需用

  atomic.Uint64

  配合

  math.Float64bits

  转换实现

• CAS操作常配合循环使用，实现重试机制

示例：安全递增int64计数器（平台兼容）

var counter int64  func inc() {     for {         old := atomic.LoadInt64(&counter)         if atomic.CompareAndSwapInt64(&counter, old, old+1) {             break         }     } } 

基本上就这些。atomic包提供了高效、底层的同步原语，适合对性能要求高的场景。但逻辑复杂时，建议优先使用

mutex

以保证可读性和正确性。