golang 系列:atomic 原子操作
阿新 • • 發佈:2021-12-22
sync/atomic 介紹
當我們想要對某個變數併發安全的修改,除了使用官方提供的mutex,還可以使用 sync/atomic 包的原子操作,它能夠保證對變數的讀取或修改期間不被其他的協程所影響。
atomic 包的原子操作是通過 CPU 指令,也就是在硬體層次去實現的,效能較好,不需要像mutex那樣記錄很多狀態。 當然,mutex不止是對變數的併發控制,更多的是對程式碼塊的併發控制,2 者側重點不一樣。
示例介紹
var DetectOpsMax int32 = 0 //檢測最大流量 func IdphotoDetect(c *gin.Context) { //獲取當前數值 opsFinal := atomic.LoadInt32(&DetectOpsMax) if opsFinal >= 3 { logging.Info("IdphotoDetect opsFinal:", opsFinal) panic("請求過於頻發") } //+1 atomic.AddInt32(&DetectOpsMax, 1) /* 業務邏輯 */ // -1 atomic.AddInt32(&DetectOpsMax, -1) }
sync/atomic 操作
atomic 包有幾種原子操作,主要是 Add、CompareAndSwap、Load、Store、Swap。
Add
func AddInt32(addr *int32, delta int32) (new int32) func AddUint32(addr *uint32, delta uint32) (new uint32) func AddInt64(addr *int64, delta int64) (new int64) func AddUint64(addr *uint64, delta uint64) (new uint64) func AddUintptr(addr*uintptr, delta uintptr) (new uintptr)
CompareAndSwap
比較並交換方法實現了類似樂觀鎖的功能,只有原來的值和傳入的 old 值一樣,才會去修改
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)
需要注意的是,CompareAndSwap 有可能產生ABA現象發生。也就是原來的值是 A,後面被修改 B,再後面修改為 A。在這種情況下也符合了 CompareAndSwap 規則,即使中途有被改動過。
Load
Load 方法是為了防止在讀取過程中,有其他協程發起修改動作,影響了讀取結果,常用於配置項的整個讀取。
func LoadInt32(addr *int32) (val int32) func LoadInt64(addr *int64) (val int64) func LoadUint32(addr *uint32) (val uint32) func LoadUint64(addr *uint64) (val uint64) func LoadUintptr(addr *uintptr) (val uintptr) func LoadPointer(addr *unsafe.Pointer) (val unsafe.Pointer)
Store
有原子讀取,就有原子修改值,前面提到過的 Add 只適用於 int、uint 型別的增減,並沒有其他型別的修改,而 Sotre 方法通過 unsafe.Pointer 指標原子修改,來達到了對其他型別的修改。
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)
Swap
Swap 方法實現了對值的原子交換,不僅 int,uint 可以交換,指標也可以。
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)