変数の代入は Golang のアトミック操作ですか?

Golang での変数割り当てにアトミック操作があるかどうかには、特定のコード例が必要です。

プログラミングにおいて、アトミック操作とは、中断できない操作、つまりすべてが実行される操作を指します。成功するか、どれも実行されません。並行プログラミングでは、複数のスレッド (またはゴルーチン) が同時に同じ変数にアクセスして変更する可能性があるため、アトミック操作の重要性は自明のことですが、アトミック操作がないと競合状態が発生します。

Golang は、同時実行をサポートするプログラミング言語として、アトミック操作のサポートも提供します。変数割り当ての操作のために、Golang はアトミック操作を実装する sync/atomic パッケージを提供します。

最初に簡単な例を見てみましょう:

package main

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

var count int64

func increment(wg *sync.WaitGroup) {
    atomic.AddInt64(&count, 1)
    wg.Done()
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(100)

    for i := 0; i < 100; i++ {
        go increment(&wg)
    }

    wg.Wait()

    fmt.Println("Count:", count)
}

上記のコードでは、グローバル変数 count を定義し、int64 型表現を使用します。次に、increment 関数を定義しました。この関数は、atomic.AddInt64 関数を使用して、count 変数へのアトミックな加算操作を実装します。最後に、sync.WaitGroup を使用して、すべての increment 関数が完了し、count の値を出力するのを待ちます。

このコードを実行すると、count 出力の値が 100 である必要があることがわかります。これは、atomic.AddInt64 関数にはアトミックな操作があるためです。複数のゴルーチンが同時に count 変数にアクセスして変更すると、各ゴルーチンは count を増加させます。 sequence.値に従うと、競合状態は発生しません。

それでは、上記のコードの atomic.AddInt64 を通常の代入操作に変更するとどうなるでしょうか?

// 使用普通的赋值操作
func increment(wg *sync.WaitGroup) {
    count += 1
    wg.Done()
}

このコードを実行すると、出力 count 値が 100 未満になる可能性があります。これは、通常の代入操作がアトミックではないためであり、複数のゴルーチンが同時に count 変数を増加させると、競合状態が発生します。これは、Golang における通常の代入操作がアトミックではないことも示しています。

要約すると、Golang の変数代入操作がアトミック操作であるかどうかは、使用される代入方法によって異なります。 sync/atomic パッケージのアトミック操作関数を使用する場合、割り当て操作はアトミックになります。通常の代入操作を使用すると、アトミック性がなく、競合状態が発生する可能性があります。並行プログラミングでは、競合状態を避けるために、アトミック操作を使用しようとします。

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