Golang atomic.SwapUintptr()函数及示例

在Go语言中，经常需要在并发场景中进行数据的同步更新，这时候就需要使用原子操作来保证操作的原子性。Go语言标准库提供了一些原子操作的函数，其中之一就是atomic.SwapUintptr()函数。本文将会通过代码实例来深入了解atomic.SwapUintptr()函数的使用方式。

atomic.SwapUintptr()函数

atomic.SwapUintptr()函数原型如下：

func SwapUintptr(addr *uintptr, new uintptr) (old uintptr)

该函数接受两个参数：一个uintptr类型的指针addr和一个uintptr类型的新值new。该函数的返回值是原来指针指向的值。

该函数的作用是：原子地将指针addr指向的值和参数new交换，并返回原来指针addr指向的值。在交换值时会保证操作的原子性，即不会被其他协程中断和修改。

代码实例

下面我们通过一个代码实例来进一步了解atomic.SwapUintptr()函数的使用方式。这个实例中我们将使用一个全局的uintptr类型变量globalVar，并在两个协程中交替修改这个变量的值。我们将使用atomic.SwapUintptr()函数来保证变量的修改是原子操作，并通过输出来验证变量的值是否正确。

package main

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

var globalVar uintptr

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(2)

    go func() {
        for i := 0; i < 100000; i++ {
            oldVal := atomic.SwapUintptr(&globalVar, 1)
            if oldVal == 0 {
                fmt.Println("goroutine 1: globalVar is now 1")
            } else {
                fmt.Println("goroutine 1: globalVar is now 0")
            }
        }
        wg.Done()
    }()

    go func() {
        for i := 0; i < 100000; i++ {
            oldVal := atomic.SwapUintptr(&globalVar, 0)
            if oldVal == 0 {
                fmt.Println("goroutine 2: globalVar is now 0")
            } else {
                fmt.Println("goroutine 2: globalVar is now 1")
            }
        }
        wg.Done()
    }()

    wg.Wait()
}

注：本例代码在Go 1.17版本编译通过。

在本例中，我们定义了全局变量globalVar，类型为uintptr。然后开启两个协程，交替修改变量值并输出修改结果。在修改变量的过程中，我们使用了atomic.SwapUintptr()函数来保证修改操作的原子性。每次使用atomic.SwapUintptr()函数更改变量值时，我们都会检查函数返回的旧值并输出对应的修改结果。如果旧值是0，则表示变量由另一个协程更改为1；如果旧值是1，则表示变量由另一个协程更改为0。

在执行这个程序时，应该能够看到如下输出：

goroutine 1: globalVar is now 1
goroutine 2: globalVar is now 0
goroutine 1: globalVar is now 0
goroutine 2: globalVar is now 1
goroutine 1: globalVar is now 1
goroutine 2: globalVar is now 0
goroutine 1: globalVar is now 0
goroutine 2: globalVar is now 1
goroutine 1: globalVar is now 1
goroutine 2: globalVar is now 0
...

这表明协程们交替修改了变量的值，并且通过atomic.SwapUintptr()函数实现了原子操作。

结论

atomic.SwapUintptr()函数可以用来保证变量的读写操作在并发环境中的原子性。通过代码实例可以看出，其使用方式是很简单的，只需要传入需要交换值的指针和新值即可。该函数还会返回交换前的旧值，可用于判断变量是否被其他协程修改过。在遇到需要原子操作的情况时，可以考虑使用atomic.SwapUintptr()函数。