Atomik əməliyyatlar nədir, onların növləri hansılardır və nə zaman və necə daha yaxşı istifadə etmək olar?

Atomik əməliyyatlar yaddaş üzərində həyata keçirilən əməliyyatlardır və onların icrası ya tamamilə tamamlanır, ya da heç başlamır və digər rəqabət edən əməliyyatlar tərəfindən kəsilə bilməzlər. Onlar bölünməz və hardware səviyyəsində təhlükəsizdirlər.

Go dilində sync/atomic paketi atomik əməliyyatları həyata keçirmək üçün funksiyalar toplusu təqdim edir:

Funksiya	Təsviri
AddInt32	int32-yə atomik şəkildə dəyər əlavə edir.
AddInt64	int64-yə atomik şəkildə dəyər əlavə edir.
AddUint32	uint32-yə atomik şəkildə dəyər əlavə edir.
AddUint64	uint64-yə atomik şəkildə dəyər əlavə edir.
AddUintptr	uintptr-yə atomik şəkildə dəyər əlavə edir.
CompareAndSwapInt32	int32 üçün atomik müqayisə və dəyişdirmə (CAS).
CompareAndSwapInt64	int64 üçün atomik müqayisə və dəyişdirmə (CAS).
CompareAndSwapUint32	uint32 üçün atomik müqayisə və dəyişdirmə (CAS).
CompareAndSwapUint64	uint64 üçün atomik müqayisə və dəyişdirmə (CAS).
CompareAndSwapUintptr	uintptr üçün atomik müqayisə və dəyişdirmə (CAS).
CompareAndSwapPointer	unsafe.Pointer üçün atomik müqayisə və dəyişdirmə (CAS).
LoadInt32	int32 dəyərini atomik şəkildə yükləyir.
LoadInt64	int64 dəyərini atomik şəkildə yükləyir.
LoadUint32	uint32 dəyərini atomik şəkildə yükləyir.
LoadUint64	uint64 dəyərini atomik şəkildə yükləyir.
LoadUintptr	uintptr dəyərini atomik şəkildə yükləyir.
LoadPointer	unsafe.Pointer dəyərini atomik şəkildə yükləyir.
StoreInt32	int32 dəyərini atomik şəkildə saxlayır.
StoreInt64	int64 dəyərini atomik şəkildə saxlayır.
StoreUint32	uint32 dəyərini atomik şəkildə saxlayır.
StoreUint64	uint64 dəyərini atomik şəkildə saxlayır.
StoreUintptr	uintptr dəyərini atomik şəkildə saxlayır.
StorePointer	unsafe.Pointer dəyərini atomik şəkildə saxlayır.
SwapInt32	int32 dəyərini atomik şəkildə dəyişir.
SwapInt64	int64 dəyərini atomik şəkildə dəyişir.
SwapUint32	uint32 dəyərini atomik şəkildə dəyişir.
SwapUint64	uint64 dəyərini atomik şəkildə dəyişir.
SwapUintptr	uintptr dəyərini atomik şəkildə dəyişir.
SwapPointer	unsafe.Pointer dəyərini atomik şəkildə dəyişir.

Atomik əməliyyatların istifadəsi, ümumi dəyişənlərə, adətən sayğaclara və ya bayraqlara, mutexlərdən istifadə etmədən, sadə və aşağı səviyyəli sinxronizasiya tələb olunduğu hallarda ən yaxşı tövsiyə olunur. Bu əməliyyatlar minimal əlavə xərclər və bu cür ssenarilərdə daha yaxşı performans təmin edir.

Atomik sayğac nümunəsi:

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
	"sync/atomic"
)

func main() {
	var counter int64
	var wg sync.WaitGroup

	for i := 0; i < 100; i++ {
		wg.Add(1)
		go func() {
			// Sayğacı atomik şəkildə artırırıq
			atomic.AddInt64(&counter, 1)
			wg.Done()
		}()
	}

	wg.Wait()
	// Sayğacın dəyərini atomik şəkildə yükləyirik
	fmt.Println("Final Counter:", atomic.LoadInt64(&counter))
}

CompareAndSwap istifadə nümunəsi:

package main

import (
	"fmt"
	"sync/atomic"
)

func main() {
	var value int32 = 10

	// Əgər hazırki dəyər 10-dursa, onu 20-ə dəyişməyə cəhd edin
	swapped := atomic.CompareAndSwapInt32(&value, 10, 20)
	fmt.Println("Swapped:", swapped) // Swapped: true
	fmt.Println("Value:", value)   // Value: 20

	// Əgər hazırki dəyər 10-dursa, onu 30-ə dəyişməyə cəhd edin
	swapped = atomic.CompareAndSwapInt32(&value, 10, 30)
	fmt.Println("Swapped:", swapped) // Swapped: false
	fmt.Println("Value:", value)   // Value: 20
}

Qeyd etmək lazımdır ki, atomik əməliyyatlar yalnız primitiv tiplərlə işləyir (tam ədədlər, göstəricilər). Daha mürəkkəb məlumat strukturlarına və ya bloklama əməliyyatlarına sinxronizasiya üçün hələ də mutexlər və ya digər sinxronizasiya mexanizmləri tələb olunur. Atomik əməliyyatların həddindən artıq və ya yanlış istifadəsi çətin aşkarlanan səhvlərə və ya performansın azalmasına səbəb ola bilər.