Mis on atomaarne operatsioon, millised on nende tüübid ja millal ning kuidas on neid kõige parem kasutada?

Aatomaarsete operatsioonid on operatsioonid mälu üle, mille täitmine on garanteeritult kas täielikult lõpetatud või üldse mitte alustatud ning neid ei saa katkestada teised konkurentsivõimelised operatsioonid. Need on jagamatud ja riistvaratasemel turvalised.

Go pakett sync/atomic pakub funktsioonide kogumi atomaarsete operatsioonide teostamiseks:

Funktsioon	Kirjeldus
AddInt32	Atomaarne väärtuse lisamine int32-le.
AddInt64	Atomaarne väärtuse lisamine int64-le.
AddUint32	Atomaarne väärtuse lisamine uint32-le.
AddUint64	Atomaarne väärtuse lisamine uint64-le.
AddUintptr	Atomaarne väärtuse lisamine uintptr-le.
CompareAndSwapInt32	Atomaarne võrdlus ja vahetamine (CAS) int32-le.
CompareAndSwapInt64	Atomaarne võrdlus ja vahetamine (CAS) int64-le.
CompareAndSwapUint32	Atomaarne võrdlus ja vahetamine (CAS) uint32-le.
CompareAndSwapUint64	Atomaarne võrdlus ja vahetamine (CAS) uint64-le.
CompareAndSwapUintptr	Atomaarne võrdlus ja vahetamine (CAS) uintptr-le.
CompareAndSwapPointer	Atomaarne võrdlus ja vahetamine (CAS) unsafe.Pointer-ile.
LoadInt32	Atomaarne int32 väärtuse laadimine.
LoadInt64	Atomaarne int64 väärtuse laadimine.
LoadUint32	Atomaarne uint32 väärtuse laadimine.
LoadUint64	Atomaarne uint64 väärtuse laadimine.
LoadUintptr	Atomaarne uintptr väärtuse laadimine.
LoadPointer	Atomaarne unsafe.Pointer väärtuse laadimine.
StoreInt32	Atomaarne int32 väärtuse salvestamine.
StoreInt64	Atomaarne int64 väärtuse salvestamine.
StoreUint32	Atomaarne uint32 väärtuse salvestamine.
StoreUint64	Atomaarne uint64 väärtuse salvestamine.
StoreUintptr	Atomaarne uintptr väärtuse salvestamine.
StorePointer	Atomaarne unsafe.Pointer väärtuse salvestamine.
SwapInt32	Atomaarne int32 väärtuste vahetamine.
SwapInt64	Atomaarne int64 väärtuste vahetamine.
SwapUint32	Atomaarne uint32 väärtuste vahetamine.
SwapUint64	Atomaarne uint64 väärtuste vahetamine.
SwapUintptr	Atomaarne uintptr väärtuste vahetamine.
SwapPointer	Atomaarne unsafe.Pointer väärtuste vahetamine.

Atomaarsete operatsioonide kasutamine on kõige parem siis, kui on vaja lihtsat, madala taseme juurdepääsu ühistele muutujatele, sageli loenduritele või lipu märkidele, ilma muteksideta. Need tagavad minimaalsete kuludega ja parema jõudluse võrreldes muteksidega sellistes stsenaariumides.

Näide atomaarse loenduri kasutamisest:

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() {
			// Atomaarne loenduri suurendamine
			atomic.AddInt64(&counter, 1)
			wg.Done()
		}()
	}

	wg.Wait()
	// Atomaarne loenduri väärtuse laadimine
	fmt.Println("Lõplik loendur:", atomic.LoadInt64(&counter))
}

Näide CompareAndSwap kasutamisest:

package main

import (
	"fmt"
	"sync/atomic"
)

func main() {
	var value int32 = 10

	// Katse vahetada väärtus, kui see on 10, väärtuseks 20
	swapped := atomic.CompareAndSwapInt32(&value, 10, 20)
	fmt.Println("Vahetatud:", swapped) // Vahetatud: true
	fmt.Println("Väärtus:", value)   // Väärtus: 20

	// Katse vahetada väärtus, kui see on 10, väärtuseks 30
	swapped = atomic.CompareAndSwapInt32(&value, 10, 30)
	fmt.Println("Vahetatud:", swapped) // Vahetatud: false
	fmt.Println("Väärtus:", value)   // Väärtus: 20
}