Go語(yǔ)言——sync.Map詳解

sync.Map是1.9才推薦的并發(fā)安全的map，除了互斥量以外，還運(yùn)用了原子操作，所以在這之前，有必要了解下 Go語(yǔ)言——原子操作

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go1.10\src\sync\map.go

entry分為三種情況：

從read中讀取key，如果key存在就tryStore。

注意這里開(kāi)始需要加鎖，因?yàn)樾枰僮鱠irty。

條目在read中，首先取消標(biāo)記，然后將條目保存到dirty里。（因?yàn)闃?biāo)記的數(shù)據(jù)不在dirty里）

最后原子保存value到條目里面，這里注意read和dirty都有條目。

總結(jié)一下Store：

這里可以看到dirty保存了數(shù)據(jù)的修改，除非可以直接原子更新read，繼續(xù)保持read clean。

有了之前的經(jīng)驗(yàn)，可以猜測(cè)下load流程：

與猜測(cè)的 區(qū)別 ：

由于數(shù)據(jù)保存兩份，所以刪除考慮：

先看第二種情況。加鎖直接刪除dirty數(shù)據(jù)。思考下貌似沒(méi)什么問(wèn)題，本身就是臟數(shù)據(jù)。

第一種和第三種情況唯一的區(qū)別就是條目是否被標(biāo)記。標(biāo)記代表刪除，所以直接返回。否則CAS操作置為nil。這里總感覺(jué)少點(diǎn)什么，因?yàn)闂l目其實(shí)還是存在的，雖然指針nil。

看了一圈貌似沒(méi)找到標(biāo)記的邏輯，因?yàn)閯h除只是將他變成nil。

之前以為這個(gè)邏輯就是簡(jiǎn)單的將為標(biāo)記的條目拷貝給dirty，現(xiàn)在看來(lái)大有文章。

p == nil，說(shuō)明條目已經(jīng)被delete了，CAS將他置為標(biāo)記刪除。然后這個(gè)條目就不會(huì)保存在dirty里面。

這里其實(shí)就跟miss邏輯串起來(lái)了，因?yàn)閙iss達(dá)到閾值之后，dirty會(huì)全量變成read，也就是說(shuō)標(biāo)記刪除在這一步最終刪除。這個(gè)還是很巧妙的。

真正的刪除邏輯：

很繞。。。。

Golang中sync.Map的實(shí)現(xiàn)原理

前面，我們講了map的用法以及原理 Golang中map的實(shí)現(xiàn)原理 ，但我們知道，map在并發(fā)讀寫(xiě)的情況下是不安全。需要并發(fā)讀寫(xiě)時(shí)，一般的做法是加鎖，但這樣性能并不高，Go語(yǔ)言在 1.9 版本中提供了一種效率較高的并發(fā)安全的 sync.Map，今天，我們就來(lái)講講 sync.Map的用法以及原理

sync.Map與map不同，不是以語(yǔ)言原生形態(tài)提供，而是在 sync 包下的特殊結(jié)構(gòu)：

我們下來(lái)看下sync.Map結(jié)構(gòu)體

結(jié)構(gòu)體之間的關(guān)系如下圖所示：

總結(jié)一下：

Load方法比較簡(jiǎn)單，總結(jié)一下：

總結(jié)如下：

golang hashmap的使用及實(shí)現(xiàn)

由于go語(yǔ)言是一個(gè)強(qiáng)類(lèi)型的語(yǔ)言，因此hashmap也是有類(lèi)型的，具體體現(xiàn)在key和value都必須指定類(lèi)型，比如聲明一個(gè)key為string，value也是string的map，

需要這樣做

大部分類(lèi)型都能做key，某些類(lèi)型是不能的，共同的特點(diǎn)是： 不能使用== 來(lái)比較，包括: slice, map, function

在迭代的過(guò)程中是可以對(duì)map進(jìn)行刪除和更新操作的，規(guī)則如下：

golang的map是hash結(jié)構(gòu)的，意味著平均訪問(wèn)時(shí)間是O(1)的。同傳統(tǒng)的hashmap一樣，由一個(gè)個(gè)bucket組成:

那我們?cè)趺丛L問(wèn)到對(duì)應(yīng)的bucket呢，我們需要得到對(duì)應(yīng)key的hash值

各個(gè)參數(shù)的意思：

目前采用的是這一行:

| 6.50 | 20.90 | 10.79 | 4.25 | 6.50 |

Go語(yǔ)言使用 map 時(shí)盡量不要在 big map 中保存指針

不知道你有沒(méi)有聽(tīng)過(guò)這么一句：在使用 map 時(shí)盡量不要在 big map 中保存指針。好吧，你現(xiàn)在已經(jīng)聽(tīng)過(guò)了：）為什么呢？原因在于 Go 語(yǔ)言的垃圾回收器會(huì)掃描標(biāo)記 map 中的所有元素，GC 開(kāi)銷(xiāo)相當(dāng)大，直接GG。

這兩天在《Mastering Go》中看到 GC 這一章節(jié)里面對(duì)比 map 和 slice 在垃圾回收中的效率對(duì)比，書(shū)中只給出結(jié)論沒(méi)有說(shuō)明理由，這我是不能忍的，于是有了這篇學(xué)習(xí)筆記。扯那么多，Show Your Code

這是一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試程序，保存字符串的 map 和 保存整形的 map GC 的效率相差幾十倍，是不是有同學(xué)會(huì)說(shuō)明明保存的是 string 哪有指針？這個(gè)要說(shuō)到 Go 語(yǔ)言中 string 的底層實(shí)現(xiàn)了，源碼在 src/runtime/string.go里，可以看到 string 其實(shí)包含一個(gè)指向數(shù)據(jù)的指針和一個(gè)長(zhǎng)度字段。注意這里的是否包含指針，包括底層的實(shí)現(xiàn)。

Go 語(yǔ)言的 GC 會(huì)遞歸遍歷并標(biāo)記所有可觸達(dá)的對(duì)象，標(biāo)記完成之后將所有沒(méi)有引用的對(duì)象進(jìn)行清理。掃描到指針就會(huì)往下接著尋找，一直到結(jié)束。

Go 語(yǔ)言中 map 是基于 數(shù)組和鏈表 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò) 優(yōu)化的拉鏈法 解決哈希沖突，每個(gè) bucket 可以保存 8 對(duì)鍵值，在 8 個(gè)鍵值對(duì)數(shù)據(jù)后面有一個(gè) overflow 指針，因?yàn)橥爸凶疃嘀荒苎b 8 個(gè)鍵值對(duì)，如果有多余的鍵值對(duì)落到了當(dāng)前桶，那么就需要再構(gòu)建一個(gè)桶（稱(chēng)為溢出桶），通過(guò) overflow 指針鏈接起來(lái)。

因?yàn)?overflow 指針的緣故，所以無(wú)論 map 保存的是什么，GC 的時(shí)候就會(huì)把所有的 bmap 掃描一遍，帶來(lái)巨大的 GC 開(kāi)銷(xiāo)。官方 issues 就有關(guān)于這個(gè)問(wèn)題的討論， runtime: Large maps cause significant GC pauses #9477

無(wú)腦機(jī)翻如下：

如果我們有一個(gè)map [k] v，其中k和v都不包含指針，并且我們想提高掃描性能，則可以執(zhí)行以下操作。

將“ allOverflow [] unsafe.Pointer”添加到 hmap 并將所有溢出存儲(chǔ)桶存儲(chǔ)在其中。 然后將 bmap 標(biāo)記為noScan。 這將使掃描非常快，因?yàn)槲覀儾粫?huì)掃描任何用戶數(shù)據(jù)。

實(shí)際上，它將有些復(fù)雜，因?yàn)槲覀冃枰獜腶llOverflow中刪除舊的溢出桶。 而且它還會(huì)增加 hmap 的大小，因此也可能需要重新整理數(shù)據(jù)。

最終官方在 hmap 中增加了 overflow 相關(guān)字段完成了上面的優(yōu)化，這是具體的 commit 地址。

下面看下具體是如何實(shí)現(xiàn)的，源碼基于 go1.15，src/cmd/compile/internal/gc/reflect.go 中

通過(guò)注釋可以看出，如果 map 中保存的鍵值都不包含指針（通過(guò) Haspointers 判斷），就使用一個(gè) uintptr 類(lèi)型代替 bucket 的指針用于溢出桶 overflow 字段，uintptr 類(lèi)型在 GO 語(yǔ)言中就是個(gè)大小可以保存得下指針的整數(shù)，不是指針，就相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)了 將 bmap 標(biāo)記為 noScan， GC 的時(shí)候就不會(huì)遍歷完整個(gè) map 了。隨著不斷的學(xué)習(xí)，愈發(fā)感慨 GO 語(yǔ)言中很多模塊設(shè)計(jì)得太精妙了。

差不多說(shuō)清楚了，能力有限，有不對(duì)的地方歡迎留言討論，源碼位置還是問(wèn)的群里大佬 _

當(dāng)前題目：go語(yǔ)言map原理 go map源碼
網(wǎng)頁(yè)地址：http://www.yijiale78.com/article38/dooespp.html

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