Golang atomic.Load() 函数及示例

在 Golang 中，有时候我们需要对变量进行原子操作，以防止多个线程同时对同一个变量进行修改引起的竞争条件。这时候就需要使用 atomic 包提供的原子操作函数。这篇文章将介绍其中的一个函数：atomic.Load()。

atomic.Load() 的使用

atomic.Load() 函数用于安全地读取一个 uint32、uint64、uintptr、unsafe.Pointer 类型的变量。它的函数签名如下：

func Load(addr *T) (val T)

其中 T 可以是 uint32、uint64、uintptr 或 unsafe.Pointer 类型。addr 是一个指向被读取的变量的指针。

以下是一个示例：

package main

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

func main() {
    var num uint32 = 0

    go func() {
        for i := 1; i <= 10; i++ {
            atomic.AddUint32(&num, 1)
        }
    }()

    time.Sleep(time.Millisecond * 100)
    fmt.Println("num:", atomic.LoadUint32(&num))
}

在这个示例中，我们创建了一个 uint32 类型的变量 num，然后启动了一个 goroutine，用 atomic.AddUint32() 方法对它进行了 10 次加 1 操作。接着，在主 goroutine 中，我们调用了 atomic.LoadUint32() 方法读取变量的值。

这里需要注意的是，我们调用了 time.Sleep() 函数来保证 goroutine 执行完毕。因为如果没有这个函数，主 goroutine 很可能会在 goroutine 执行完前就结束，导致读取到的结果不正确。

atomic.Load() 的原理

atomic.Load() 函数主要是利用 CPU 提供的 “Load-Link”（LL）和 “Store-Conditional”（SC）指令实现的。

LL 指令用于将变量的值读入 CPU 的 “Load-Buffer” 中，当 CPU 执行 SC 指令时，会将 Load-Buffer 中的值与变量当前的值进行比较，如果一致，则将 Load-Buffer 中的值写入变量，否则不进行任何操作。这样我们就可以实现在多个 goroutine 中对同一个变量进行原子操作，从而避免了竞争条件的出现。

需要注意的是，目前 Load-Link 和 Store-Conditional 指令只有 SPARC、PowerPC 和 ARMv6 及以上的 CPU 支持，而在 x86 架构的 CPU 中并不支持这两个指令。因此，Golang 在 x86 的 CPU 上实现了一个类似的 CAS（Compare-and-Swap）指令。