atomic

什么时候可以用原子操作保护共享状态？

• sync/atomic: 将一次读取, 写入或更新作为不可分割的操作, 避免并发 goroutine 看到中间状态;
• 使用场景: 简单计数器, 状态标记, 指针或只读配置快照;
• 适用边界: 只保护单个值的一次操作, 多个字段需要共同满足不变量时优先使用 Mutex;
• 类型化 API: 优先使用 atomic.Int64, atomic.Bool, atomic.Pointer[T] 等类型, 比 atomic.AddInt64(&n, 1) 一类函数更易用且不易出错;
• 复制限制: 原子类型使用后不可复制, 应通过指针传递包含它们的结构体;

如何选择一次原子读写或条件更新操作？

API	作用
Load()	原子读取当前值
Store(new)	原子写入新值
Add(delta)	原子加上增量并返回新值, 仅适用于整数类型
Swap(new)	原子写入新值并返回旧值
CompareAndSwap(old, new)	当前值等于 old 时才替换为 new, 返回是否替换成功
And(mask) / Or(mask)	原子执行按位与或按位或并返回旧值, 仅适用于整数类型

如何为共享值选择对应的 atomic 类型？

• atomic.Int32, atomic.Int64: 有符号整数, 常用于计数器;

• atomic.Uint32, atomic.Uint64, atomic.Uintptr: 无符号整数或位标记;

• atomic.Bool: 布尔状态标记;

• atomic.Pointer[T]: 类型安全地发布和替换 *T;

• atomic.Value: 保存任意类型的只读快照; 首次 Store 后, 后续 Store 必须使用相同的具体类型, 且不能存储 nil;

• 快照约束: 原子发布只保护指针或 Value 的替换，不能自动保护 Config 字段或 slice 元素；发布后保持内容只读，更新时构造新快照;

如何原子发布计数、状态与只读快照？

package main

import (
	"fmt"
	"sync/atomic"
)

type Config struct {
	Region string
}

func main() {
	var requests atomic.Int64
	var enabled atomic.Bool
	var config atomic.Pointer[Config]
	var labels atomic.Value

	requests.Store(10)
	fmt.Println(requests.Load()) // 10:原子读取
	fmt.Println(requests.Add(1)) // 11:原子累加并返回新值
	fmt.Println(requests.Swap(20)) // 11:替换为 20 并返回旧值
	fmt.Println(requests.CompareAndSwap(20, 21)) // true:当前值匹配,替换成功

	enabled.Store(true)
	fmt.Println(enabled.Swap(false)) // true:关闭并返回关闭前的状态

	config.Store(&Config{Region: "cn"})
	old := config.Swap(&Config{Region: "sg"})
	fmt.Println(old.Region, config.Load().Region) // cn sg

	labels.Store([]string{"stable"})
	current := labels.Load().([]string)
	fmt.Println(current[0]) // stable
}