Операҳои атомӣ чист, кадом намудҳо доранд ва кай ва чӣ гуна беҳтар аст истифода бурдан?

Операциите върху паметта, които гарантират, че ще завършат напълно или изобщо няма да започнат, без да могат да бъдат прекъсвани от други конкуриращи се операции, се наричат атомарни операции. Те са неделими и потокобезопасни на хардуерно ниво.

В Go пакетът sync/atomic предоставя набор от функции за изпълнение на атомарни операции:

Функция	Описание
AddInt32	Атомарно добавя стойност към int32.
AddInt64	Атомарно добавя стойност към int64.
AddUint32	Атомарно добавя стойност към uint32.
AddUint64	Атомарно добавя стойност към uint64.
AddUintptr	Атомарно добавя стойност към uintptr.
CompareAndSwapInt32	Атомарно сравнява и обменя (CAS) int32.
CompareAndSwapInt64	Атомарно сравнява и обменя (CAS) int64.
CompareAndSwapUint32	Атомарно сравнява и обменя (CAS) uint32.
CompareAndSwapUint64	Атомарно сравнява и обменя (CAS) uint64.
CompareAndSwapUintptr	Атомарно сравнява и обменя (CAS) uintptr.
CompareAndSwapPointer	Атомарно сравнява и обменя (CAS) unsafe.Pointer.
LoadInt32	Атомарно зарежда стойност int32.
LoadInt64	Атомарно зарежда стойност int64.
LoadUint32	Атомарно зарежда стойност uint32.
LoadUint64	Атомарно зарежда стойност uint64.
LoadUintptr	Атомарно зарежда стойност uintptr.
LoadPointer	Атомарно зарежда стойност unsafe.Pointer.
StoreInt32	Атомарно съхранява стойност int32.
StoreInt64	Атомарно съхранява стойност int64.
StoreUint32	Атомарно съхранява стойност uint32.
StoreUint64	Атомарно съхранява стойност uint64.
StoreUintptr	Атомарно съхранява стойност uintptr.
StorePointer	Атомарно съхранява стойност unsafe.Pointer.
SwapInt32	Атомарно обмени стойности int32.
SwapInt64	Атомарно обмени стойности int64.
SwapUint32	Атомарно обмени стойности uint32.
SwapUint64	Атомарно обмени стойности uint64.
SwapUintptr	Атомарно обмени стойности uintptr.
SwapPointer	Атомарно обмени стойности unsafe.Pointer.

Използването на атомарни операции е най-добре в случаи, когато е необходима проста, нискоуровнева синхронизация на достъпа до общи променливи, най-често броячи или флагове, без използване на мьютекси. Те осигуряват минимални разходи и по-добра производителност в сравнение с мьютексите в такива сценарии.

Пример за използване на атомарен брояч:

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() {
			// Атомарно увеличаваме брояча
			atomic.AddInt64(&counter, 1)
			wg.Done()
		}()
	}

	wg.Wait()
	// Атомарно зареждаме стойността на брояча
	fmt.Println("Final Counter:", atomic.LoadInt64(&counter))
}

Пример за използване CompareAndSwap:

package main

import (
	"fmt"
	"sync/atomic"
)

func main() {
	var value int32 = 10

	// Опит за обмен, ако текущото е 10, на 20
	swapped := atomic.CompareAndSwapInt32(&value, 10, 20)
	fmt.Println("Swapped:", swapped) // Swapped: true
	fmt.Println("Value:", value)   // Value: 20

	// Опит за обмен, ако текущото е 10, на 30
	swapped = atomic.CompareAndSwapInt32(&value, 10, 30)
	fmt.Println("Swapped:", swapped) // Swapped: false
	fmt.Println("Value:", value)   // Value: 20
}