Go同步原语的基石

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Go同步原语的基石

Go是一门以并发编程见长的语言，它提供了一系列的同步原语方便开发者使用，例如sync包下的Mutex、RWMutex、WaitGroup、Once、Cond，以及抽象层级更高的Channel。但是，它们的实现基石是原子操作。需要记住的是：软件原子操作离不开硬件指令的支持。本文拟通过探讨原子操作——**比较并交换(compare and swap, CAS)**的实现，来理解Go是如何借助硬件指令来实现这一过程的。

什么是CAS

在看源码实现之前，我们先理解一下CAS。

维基百科定义：CAS是原子操作的一种，可用于在多线程编程中实现不被打断的数据交换操作，从而避免多线程同时改写某一数据时由于执行顺序不确定性以及中断的不可预知性产生的数据不一致问题。 该操作通过将内存中的值与指定数据进行比较，当数值一样时将内存中的数据替换为新的值。

CAS的实现思想可以用以下伪代码表示

bool Cas(int *val, int old, int new)Atomically:if(*val == old){*val = new;return 1;} else {return 0;}

在sync/atomic/doc.go中，定义了一系列原子操作函数原型。以CompareAndSwapInt32为例，有以下代码

package mainimport ("fmt""sync/atomic"
)func main() {a := int32