【Golang 面试题】每日 3 题(三十九)

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115. Atomic 增减操作实现

此类操作的前缀为 Add:

go 复制代码
func AddInt32(addr *int32, delta int32) (new int32)
func AddInt64(addr *int64, delta int64) (new int64)
func AddUint32(addr *uint32, delta uint32) (new uint32)
func AddUint64(addr *uint64, delta uint64) (new uint64)
func AddUintptr(addr *uintptr, delta uintptr) (new uintptr)

需要注意的是,第一个参数必须是指针类型的值,通过指针变量可以获取被操作数在内存中的地址,从而施加特殊的 CPU 指令,确保同一时间只有一个 goroutine 能够进行操作。

使用举例:

go 复制代码
func add(addr *int64, delta int64) {
    atomic.AddInt64(addr, delta) //加操作
    fmt.Println("add opts: ", *addr)
}

116. Atomic 载入操作实现

此类操作的前缀为 Load:

go 复制代码
func LoadInt32(addr *int32) (val int32)
func LoadInt64(addr *int64) (val int64)
func LoadPointer(addr *unsafe.Pointer) (val unsafe.Pointer)
func LoadUint32(addr *uint32) (val uint32)
func LoadUint64(addr *uint64) (val uint64)
func LoadUintptr(addr *uintptr) (val uintptr)
// 特殊类型: Value类型,常用于配置变更
func (v *Value) Load() (x interface{}) {}

载入操作能够保证原子的读变量的值,当读取的时候,任何其他 CPU 操作都无法对该变量进行读写,其实现机制受到底层硬件的支持。

使用示例:

go 复制代码
func load(addr *int64) {
    fmt.Println("load opts: ", atomic.LoadInt64(&opts))
}

117. Atomic 比较并交换操作实现

此类操作的前缀为 CompareAndSwap,该操作简称 CAS,可以用来实现乐观锁:

go 复制代码
func CompareAndSwapInt32(addr *int32, old, new int32) (swapped bool)
func CompareAndSwapInt64(addr *int64, old, new int64) (swapped bool)
func CompareAndSwapPointer(addr *unsafe.Pointer, old, new unsafe.Pointer) (swapped bool)
func CompareAndSwapUint32(addr *uint32, old, new uint32) (swapped bool)
func CompareAndSwapUint64(addr *uint64, old, new uint64) (swapped bool)
func CompareAndSwapUintptr(addr *uintptr, old, new uintptr) (swapped bool)

该操作在进行交换前首先确保变量的值未被更改,即仍然保持参数 old 所记录的值,满足此前提下才进行交换操作。CAS 的做法类似操作数据库时常见的乐观锁机制。

需要注意的是,当有大量的 goroutine 对变量进行读写操作时,可能导致 CAS 操作无法成功,这时可以利用 for 循环多次尝试。

使用示例:

go 复制代码
func compareAndSwap(addr *int64, oldValue int64, newValue int64) {
    if atomic.CompareAndSwapInt64(addr, oldValue, newValue) {
        fmt.Println("cas opts: ", *addr)
        return
    }
}
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