Для чего нужен пакет atomic в Go и когда его использовать вместо мьютекса

Что проверяют

Понимаете ли вы границу: атомарная операция защищает одно значение, а мьютекс защищает инвариант из нескольких переменных. Следом часто просят написать CAS-цикл или объяснить, почему два атомарных поля ещё не дают согласованного состояния.

Как отвечать

Пакет sync/atomic даёт неделимые операции над одним значением, которые выполняются инструкциями процессора, без блокировки горутины:

• базовые функции: AddInt64, LoadInt64, StoreInt64, SwapInt64, CompareAndSwapInt64 и аналоги для других типов;
• типизированные обёртки: с Go 1.19 есть atomic.Int64, atomic.Bool, atomic.Pointer[T] и другие. Их стоит предпочитать: поле нельзя случайно прочитать в обход атомика, а 64-битное значение выравнивается само, что раньше ломало код на 32-битных платформах;
• atomic.Value и atomic.Pointer[T]: подмена целого объекта, например конфигурации, которую часто читают и редко обновляют. Новую версию собирают отдельно и публикуют одним Store;
• модель памяти: с Go 1.19 атомарные операции официально последовательно согласованы, поэтому после Load видно не только само значение, но и всё, что было записано до соответствующего Store.

Когда брать atomic: счётчики и метрики, флаги вроде «сервис закрывается», публикация неизменяемых данных. Когда мьютекс: нужно изменить несколько полей согласованно, проверить условие и действовать по нему, работать с map или слайсом. Про скорость говорите аккуратно: Lock без конкуренции сам реализован через CAS и стоит недорого, выигрыш атомиков заметен при высокой конкуренции, когда горутины на мьютексе начали бы парковаться.

Где спотыкаются

Делают два поля атомарными и считают структуру потокобезопасной. Между чтением первого и второго поля другая горутина успеет изменить оба, и вы увидите комбинацию, которой никогда не существовало.

Смешивают атомарный и обычный доступ к одной переменной: пишут через atomic.AddInt64, а читают просто как x. Это гонка данных, и go test -race поймает её, если тест дойдёт до конкурентного доступа.

Строят на CAS сложную логику из нескольких шагов. Её трудно доказать и отладить, мьютекс там честнее.