go - 为什么 atomic.StoreUint32 优于 sync.Once 中的正常分配？

Question

在阅读Go的源代码时，我对src/sync/once.go中的代码有疑问:

func (o *Once) Do(f func()) {
    // Note: Here is an incorrect implementation of Do:
    //
    //  if atomic.CompareAndSwapUint32(&o.done, 0, 1) {
    //      f()
    //  }
    //
    // Do guarantees that when it returns, f has finished.
    // This implementation would not implement that guarantee:
    // given two simultaneous calls, the winner of the cas would
    // call f, and the second would return immediately, without
    // waiting for the first's call to f to complete.
    // This is why the slow path falls back to a mutex, and why
    // the atomic.StoreUint32 must be delayed until after f returns.

    if atomic.LoadUint32(&o.done) == 0 {
        // Outlined slow-path to allow inlining of the fast-path.
        o.doSlow(f)
    }
}

func (o *Once) doSlow(f func()) {
    o.m.Lock()
    defer o.m.Unlock()
    if o.done == 0 {
        defer atomic.StoreUint32(&o.done, 1)
        f()
    }
}

为什么使用 atomic.StoreUint32，而不是 o.done = 1？这些不是等价的吗？有什么区别？

我们是否必须使用原子操作(atomic.StoreUint32)来确保其他 goroutines 可以在 o.done< 之前观察到 f() 的效果 在内存模型较弱的机器上设置为 1？

Answer 1

请记住，除非您手动编写程序集，否则您不是在针对机器的内存模型进行编程，而是针对 Go 的内存模型进行编程。这意味着即使原始分配对于您的体系结构是原子的，Go 也需要使用原子包来确保所有支持的体系结构的正确性。

访问互斥量之外的done标志只需要安全，不需要严格排序，因此可以使用原子操作而不是总是用互斥量获得锁。这是一种使快速路径尽可能高效的优化，允许在热路径中使用 sync.Once。

用于 doSlow 的互斥量仅用于该函数内的互斥，以确保只有一个调用者在 done 之前到达 f() 标志已设置。该标志是使用 atomic.StoreUint32 编写的，因为它可能与 atomic.LoadUint32 同时发生在受互斥锁保护的临界区之外。

在写入的同时读取done 字段，即使是原子写入，也是一种数据竞争。仅仅因为该字段是原子读取的，并不意味着您可以使用正常赋值来写入它，因此首先使用 atomic.LoadUint32 检查标志并使用 atomic.StoreUint32 写入

在 doSlow 中直接读取 done 是安全的，因为互斥锁保护它免受并发写入。使用 atomic.LoadUint32 同时读取值是安全的，因为两者都是读取操作。