Что такое атомарные операции, какие их виды существуют, и когда и как их лучше использовать?

Атомарные операции — это операции над памятью, выполнение которых гарантированно завершается либо полностью, либо не начинается вовсе, и они не могут быть прерваны другими конкурирующими операциями. Они являются неделимыми и потокобезопасными на аппаратном уровне.

В Go пакет sync/atomic предоставляет набор функций для выполнения атомарных операций:

Использовать атомарные операции лучше всего в случаях, когда требуется простая, низкоуровневая синхронизация доступа к общим переменным, чаще всего счетчикам или флагам, без использования мьютексов. Они обеспечивают минимальные накладные расходы и лучшую производительность по сравнению с мьютексами в таких сценариях.

Пример использования атомарного счетчика:

go

Пример использования CompareAndSwap:

go

Важно помнить, что атомарные операции работают с примитивными типами данных (целые числа, указатели). Для синхронизации доступа к более сложным структурам данных или выполнения блокирующих операций по-прежнему требуются мьютексы или другие механизмы синхронизации. Чрезмерное или неправильное использование атомарных операций может привести к трудноотлавливаемым ошибкам или снижению производительности.