Golang同值并发写入uint64变量是否必须用互斥锁或原子变量？

问题相关代码 #

type simpleTx struct {
    gas uint64
}

func (tx *simpleTx) UpdateGas() {
    tx.gas = 125
}

func TestUpdateGas(t *testing.T) {
    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(100)

    tx := &simpleTx{}
    for i:=0; i <100; i++ {
        go func(t *simpleTx) {
            tx.UpdateGas()
            wg.Done()
        }(tx)
    }

    wg.Wait()
}

上述测试用例使用-race选项运行时会输出"WARNING:DATA RACE"数据竞争警告。 #

问题解答 #

1. Go语言中不存在支持相同值并发写入的原生类型
   根据Go内存模型的定义，只要多个goroutine并发访问同一块内存地址、且至少有一个访问是写操作、同时没有同步机制约束，无论写入的值是否完全相同，都属于数据竞争，属于未定义行为，race检测器必然会触发告警。哪怕所有写入操作都是赋值同一个固定值，也不会被Go语言规范特殊对待，不会自动规避数据竞争。

2. 这类同值并发写入场景必须使用同步机制，但可选方案不止互斥锁和atomic原子变量
   所有同步方案本质上都需要满足Go内存模型的可见性和原子性要求，常见适配方案如下：

• 对于简单数值类型的同值写入场景，优先用atomic原子操作：把tx.gas的读写都替换为atomic包的对应方法，比如写入用atomic.StoreUint64(&tx.gas, 125)，读取用atomic.LoadUint64(&tx.gas)，开销远小于互斥锁，也能彻底消除数据竞争。
• 如果后续写入逻辑可能扩展得更复杂，可以用sync.Mutex或sync.RWMutex包裹读写逻辑，保证临界区互斥访问。
• 如果这个值只需要赋值一次就不会再修改，也可以用sync.Once保证全局唯一一次写入，同样能规避并发问题。

需要注意的是，哪怕你实测这种无同步的同值写入每次都能得到预期结果，也不代表程序是合规的，编译器优化、不同CPU架构的内存模型差异都可能导致意料之外的异常，必须加同步机制才能保证程序的正确性和可移植性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Junhee Woo