go sync.map

2021-06-19 约 1074 字预计阅读 3 分钟

实现安全的map

自go 1.6之后，并发地读写map会报错，这在一些知名的开源库中都存在这个问题，所以go 1.9之前的解决方案是额外绑定一个锁，封装成一个新的struct或者单独使用锁都可以。

直接加锁

type syncMap struct {
    items map[string]interface{}
    sync.RWMutex
}

读读不会阻塞，读写、写写会阻塞。

分段加锁

具体实现就是，基于上面的 syncMap 再包装一次，用多个 syncMap 来模拟实现一个 map：

type SyncMap struct {

    shards     []*syncMap
}

源码解析

type Map struct {
    mu Mutex
    read atomic.Value // readOnly  read map
    dirty map[interface{}]*entry  // dirty map
    misses int
}

总体图：

查询：

插入或更新：

删除：

read map 的值是什么时间更新的？

Load/LoadOrStore/LoadAndDelete 时，当 misses 数量大于等于 dirty map 的元素个数时，会整体复制 dirty map 到 read map Store/LoadOrStore 时，当 read map 中存在这个key，则更新 Delete/LoadAndDelete 时，如果 read map 中存在这个key，则设置这个值为 nil。

dirty map 的值是什么时间更新的？

完全是一个新 key，第一次插入 sync.Map，必先插入 dirty map Store/LoadOrStore 时，当 read map 中不存在这个key，在 dirty map 存在这个key，则更新 Delete/LoadAndDelete 时，如果 read map 中不存在这个key，在 dirty map 存在这个key，则从 dirty map 中删除这个key 当 misses 数量大于等于 dirty map 的元素个数时，会整体复制 dirty map 到 read map，同时设置 dirty map 为 nil

read map 和 dirty map 是什么时间删除的？

当 read map 中存在某个 key 的时候，这个时候只会删除 read map，并不会删除 dirty map（因为 dirty map 不存在这个值）

当 read map 中不存在时，才会去删除 dirty map 里面的值疑问：如果按照这个删除方式，那岂不是 dirty map 中会有残余的 key，导致没删除掉？

答：其实并不会。当 misses 数量大于等于 dirty map 的元素个数时，会整体复制 dirty map 到 read map。这个过程中还附带了另外一个操作：将 dirty map 置为 nil。

read map 与 dirty map 的关系？

在 read map 中存在的值，在 dirty map 中可能不存在。在 dirty map 中存在的值，在 read map 中也可能存在。当访问多次，发现 dirty map 中存在，read map 中不存在，导致 misses 数量大于等于 dirty map 的元素个数时，会整体复制 dirty map 到 read map。当出现 dirty map 向 read map 复制后，dirty map 会被置成 nil。当出现 dirty map 向 read map 复制后，readOnly.amended 等于了 false。当新插入了一个值时，会将 read map 中的值，重新给 dirty map 赋值一遍

sync.Map 是如何提高性能的？

通过源码解析，我们知道 sync.Map 里面有两个普通 map，read map主要是负责读，dirty map 是负责读和写（加锁）。在读多写少的场景下，read map 的值基本不发生变化，可以让 read map 做到无锁操作，就减少了使用 Mutex + Map 必须的加锁/解锁环节，因此也就提高了性能。

不过也能够看出来，read map 也是会发生变化的，如果某些 key 写操作特别频繁的话，sync.Map 基本也就退化成了 Mutex + Map（有可能性能还不如 Mutex + Map）。

所以，不是说使用了 sync.Map 就一定能提高程序性能，我们日常使用中尽量注意拆分粒度来使用 sync.Map。

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