golang map是线程安全的吗

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。

1.什么是map?

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

声明和初始化

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

基本操作

m := map[string]int{}
// 增加一个key/value对
m["Tony"] = 10
// 删除Key Tony
delete(m, "Tony")
// 修改Key Tony的值
m["Tony"] = 20
// 判断某个Key是否存在
if _, ok := m["Tony"]; ok {
    fmt.Println("Tony is exists")
}
// 遍历map
for key, value := range m {
    fmt.Printf("Key = %s, Value = %d", key, value)
}
// 使用多个值对map进行初始化
mp := map[string]int {
    "Tina": 10,
    "Divad": 20,
    "Tom": 5,
}

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sync.Map。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：

 var ma sync.Map// 该类型是开箱即用，只需要声明既可
    ma.Store("key", "value") // 存储值
    ma.Delete("key") //删除值
    ma.LoadOrStore("key", "value")// 获取值，如果没有则存储
    fmt.Println(ma.Load("key"))//获取值
    
    //遍历
    ma.Range(func(key, value interface{}) bool {
        fmt.Printf("key:%s ,value:%s \n", key, value)
        //如果返回：false，则退出循环，
        return true
    })

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sync.RWMutex。

// 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
var counter = struct{
    sync.RWMutex
    m map[string]int
}{m: make(map[string]int)}
// 读取数据的时候使用读锁
counter.RLock()
n := counter.m["Tony"]
counter.RUnlock()
// 写数据的使用使用写锁
counter.Lock()
counter.m["Tony"]++
counter.Unlock()

扩展：

map映射过程：

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？

//sync.Map 包的结构
type Map struct {
   mu Mutex //锁
   
   /*
        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
    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，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，就也可以使用原子操作了。
   */
   read atomic.Value// 只读字典
   /*
        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{}，并且同样是把值先做   转换和封装后再进行储存的
   */
   dirty map[interface{}]*entry//脏字典。
   misses int//重建的判断条件
}

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。
在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，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。

在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。

posted @ 2021-03-02 16:39 Mr.peter 阅读(4817) 评论(0) 编辑收藏举报

刷新页面返回顶部