golang中线程安全的map

golang中线程安全的两种数据结构：

channel

sync包里的数据类型

atomic包里的数据类型

保证线程安全可以使用sync包下面的

互斥锁sync.Mutex

读写锁sync.RWMutex

原子操作sync.atomic

map的底层原理

count：key的数量

flags：是否进行写操作

B：桶的数量，它是以2为底的对数，即2的B次方

hash0：哈希因子

buckets：桶的列表，一个bmap数组存储键值对（当一个桶存不下时，会指向一个溢出桶存储，当这个溢出桶存不下时，会指向下一个溢出桶存储）

bmap里面包括tophash（高8位）、keys（键）（哈希运算+取模运算得到位置）、elems（值）、overflow（溢出桶）

map不可寻址

map的扩容

等量扩容：当有大量的key被删除时，为了提高查找效率，过滤掉无用的溢出桶，就会触发等量扩容

双倍扩容：底层是hashmap，当桶的数量大于等于6.5个时，或者，溢出桶的数量过多时，就会触发双倍扩容

map无序性

由于扩容机制，取模运算时桶的数量变化，key的位置不确定

sync.map的底层原理

type Map struct {
    //互斥锁，用于锁定dirty map
    mu Mutex    
    
    //优先读map,支持原子操作，注释中有readOnly不是说read是只读，而是它的结构体。read实际上有写的操作
    read atomic.Value 
    
    // dirty是一个当前最新的map，允许读写
    dirty map[interface{}]*entry 
    
    // 主要记录read读取不到数据加锁读取read map以及dirty map的次数，当misses等于dirty的长度时，会将dirty复制到read
    misses int 
}

// readOnly 主要用于存储，通过原子操作存储在 Map.read 中元素。
type readOnly struct {
    // read的map, 用于存储所有read数据
    m       map[interface{}]*entry
    
    // 如果数据在dirty中但没有在read中，该值为true,作为修改标识
    amended bool 
}

// entry 为 Map.dirty 的具体map值
type entry struct {
    // nil: 表示为被删除，调用Delete()可以将read map中的元素置为nil
    // expunged: 也是表示被删除，但是该键只在read而没有在dirty中，这种情况出现在将read复制到dirty中，即复制的过程会先将nil标记为expunged，然后不将其复制到dirty
    //  其他: 表示存着真正的数据
    p unsafe.Pointer // *interface{}
}

sync.Map的原理很简单，使用了空间换时间策略，通过冗余的两个数据结构(read、dirty),实现加锁对性能的影响。

通过引入两个map将读写分离到不同的map，其中read map提供并发读和已存元素原子写，而dirty map则负责读写。

这样read map就可以在不加锁的情况下进行并发读取,当read map中没有读取到值时,再加锁进行后续读取,并累加未命中数,当未命中数大于等于dirty map长度,将dirty map上升为read map。

从之前的结构体的定义可以发现，虽然引入了两个map，但是底层数据存储的是指针，指向的是同一份值。

参考：https://segmentfault.com/a/1190000015242373