不是线程安全的。在同一时间段内,让不同 goroutine 中的代码,对同一个字典进行读写操作是不安全

的。字典值本身可能会因这些操作而产生混乱,相关的程序也可能会因此发生不可预知的问题。 map是一个可以存储key/value对的一种数据结构,map像slice一样是引用类型,map内部实现是一个hash table,因此在map中存入的数据是无序的(map内部实现)。而每次从map中读取的数据也是无序的,因为golang在设计之初,map迭代器的顺序就是随机的,有别于C/C++,虽然存入map的数据是无序的,但是每次从map中读取的数据是一样的。

1.什么是map?

声明和初始化

  1. // 声明一个map,因为map是引用类型,所以m是nil
  2. var m map[KeyType]ValueType
  3. // 初始化方式一,空map,空并不是nil
  4. m := map[KeyType]ValueType{}
  5. //初始化方式二,两种初始化的方式是等价的
  6. m := make(map[KeyType]ValueType)

基本操作

  1. m := map[string]int{}
  2. // 增加一个key/value对
  3. m["Tony"] = 10
  4. // 删除Key Tony
  5. delete(m, "Tony")
  6. // 修改Key Tony的值
  7. m["Tony"] = 20
  8. // 判断某个Key是否存在
  9. if _, ok := m["Tony"]; ok {
  10. fmt.Println("Tony is exists")
  11. }
  12. // 遍历map
  13. for key, value := range m {
  14. fmt.Printf("Key = %s, Value = %d", key, value)
  15. }
  16. // 使用多个值对map进行初始化
  17. mp := map[string]int {
  18. "Tina": 10,
  19. "Divad": 20,
  20. "Tom": 5,
  21. }

Key和Value可以使用什么类型?

Key :只要是可比较(可以使用==进行比较,两边的操作数可以相互赋值)的类型就可以,像整形,字符串类型,浮点型,数组(必须类型相同);而map,slice和function不能作为Key的类型。

Value :任何类型都可以。

2.如何安全的使用map

方式一:sync.Map

在 2017 年发布的 Go 1.9 中正式加入了并发安全的字典类型**<font style="color:rgb(51, 51, 51);">sync.Map</font>**。这个字典类型提供了一些常用的键值存取操作方法,并保证了这些操作的并发安全。同时,它的存、取、删等操作都可以基本保证在常数时间内执行完毕。换句话说,它们的算法复杂度与map类型一样都是O(1)的。在有些时候,与单纯使用原生map和互斥锁的方案相比,使用sync.Map可以显著地减少锁的争用。sync.Map本身虽然也用到了锁,但是,它其实在尽可能地避免使用锁。 代码:
  1. var ma sync.Map// 该类型是开箱即用,只需要声明既可
  2. ma.Store("key", "value") // 存储值
  3. ma.Delete("key") //删除值
  4. ma.LoadOrStore("key", "value")// 获取值,如果没有则存储
  5. fmt.Println(ma.Load("key"))//获取值
  6. //遍历
  7. ma.Range(func(key, value interface{}) bool {
  8. fmt.Printf("key:%s ,value:%s \n", key, value)
  9. //如果返回:false,则退出循环,
  10. return true
  11. })

方式二:增加同步机制

map在并发访问中使用不安全,因为不清楚当同时对map进行读写的时候会发生什么,如果像通过goroutine进行并发访问,则需要一种同步机制来保证访问数据的安全性。一种方式是使用**<font style="color:#DF2A3F;">sync.RWMutex</font>**读写锁
  1. // 通过匿名结构体声明了一个变量counter,变量中包含了map和sync.RWMutex
  2. var counter = struct{
  3. sync.RWMutex
  4. m map[string]int
  5. }{m: make(map[string]int)}
  6. // 读取数据的时候使用读锁
  7. counter.RLock()
  8. n := counter.m["Tony"]
  9. counter.RUnlock()
  10. // 写数据的使用使用写锁
  11. counter.Lock()
  12. counter.m["Tony"]++
  13. counter.Unlock()

扩展:

map映射过程

:::success 哈希运算:哈希表中查找与某个键值对应的那个元素值,那么我们需要先把键值作为参数传给这个哈希表。哈希表会先用哈希函数(hash function)把键值转换为哈希值。哈希值通常是一个无符号的整数。一个哈希表会持有一定数量的桶(bucket),也可称之为哈希桶,这些哈希桶会均匀地储存其所属哈希表收纳的那些键 - 元素对。因此,哈希表会先用这个键的哈希值的低几位去定位到一个哈希桶,然后再去这个哈希桶中,查找这个键。
由于键 - 元素对总是被捆绑在一起存储的,所以一旦找到了键,就一定能找到对应的元素值。随后,哈希表就会把相应的元素值作为结果返回。只要这个键 - 元素对存在于哈希表中就一定会被查找到。

:::

为什么说并发安全字典在尽量避免使用锁?

  1. //sync.Map 包的结构
  2. type Map struct {
  3. mu Mutex //锁
  4. /*
  5. 由read字段的类型可知,sync.Map在替换只读字典的时候根本用不着锁。另外,这个只读字典
  6. 在存储键值对的时候,还在值之上封装了一层。它先把值转换为了unsafe.Pointer类型的值,
  7. 然后再把后者封装,并储存在其中的原生字典中。如此一来,在变更某个键所对应的值的时候,
  8. 就也可以使用原子操作了。
  9. */
  10. read atomic.Value// 只读字典
  11. /*
  12. 它存储键值对的方式与read字段中的原生字典一致,它的键类型也是interface{},
  13. 并且同样是把值先做 转换和封装后再进行储存的
  14. */
  15. dirty map[interface{}]*entry//脏字典。
  16. misses int//重建的判断条件
  17. }

:::success 查找键值对的时候,会先去只读字典中寻找并不需要锁定互斥锁。只有当确定“只读字典中没有,但脏字典中可能会有这个键”的时候,它才会在锁的保护下去访问脏字典相对应的,sync.Map在存储键值对的时候,只要只读字典中已存有这个键,并且该键值对未被标记为“已删除”,就会把新值存到里面并直接返回,这种情况下也不需要用到锁否则,它才会在锁的保护下把键值对存储到脏字典中。这个时候,该键值对的“已删除”标记会被
抹去。

当一个键值对应该被删除,但却仍然存在于只读字典中的时候,才会被用标记为“已删除”的方式进行逻辑删除,而不会直接被物理删除

这种情况会在重建脏字典以后的一段时间内出现。不过,过不了多久,它们就会被真正删除掉。
查找和遍历键值对的时候,已被逻辑删除的键值对永远会被无视。 对于删除键值对,sync.Map会先去检查只读字典中是否有对应的键。如果没有,脏字典中可能有,那么它就会在锁的保护下,试图从脏字典中删掉该键值对。最后,sync.Map会把该键值对中指向值的那个指针置为nil,这是另一种逻辑删除的方式。 除此之外,还有一个细节需要注意,只读字典和脏字典之间是会**互相**转换的。在脏字典中查找键值对次数足够多的时候(转换条件),sync.Map会把脏字典直接作为只读字典,保存在它的read字段中,然
后把代表脏字典的dirty字段的值置为nil。 读操作有很多但写操作却很少的情况下并发安全字典的性能往往会更好。在几个写操作当中,新增键值对的操作对并发安全字典的性能影响是最大的,其次是删除操作,最后才是修改操作。 如果被操作的键值对已经存在于sync.Map的只读字典中,并且没有被逻辑删除,那么修改它并不会使用到锁,对其性能的影响就会很小

:::