sync.map就是1.9版本带的线程安全map.

[[在Go 1.6之前, 内置的map类型是部分goroutine安全的,并发的读没有问题,并发的写可能有问题。自go 1.6之后, 并发地读写map会报错,

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。

在Go官方blog的Go maps in action一文中,提供了一种简便的解决方案。

var counter = struct{
    sync.RWMutex  //读写锁
    m map[string]int
}{m: make(map[string]int)}

它使用嵌入struct为map增加一个读写锁。

读数据的时候很方便的加锁:

counter.RLock() // 读锁定
n := counter.m["some_key"]
counter.RUnlock()
fmt.Println("some_key:", n)

写数据的时候:

unter.Lock()// 写锁定
counter.m["some_key"]++
counter.Unlock()

golang中sync包实现了两种锁

Mutex (互斥锁:适用于读写不确定场景,即读写次数没有明显的区别,并且只允许只有一个读或者写的场景,所以该锁叶叫做全局锁)

和RWMutex(读写锁:该锁可以加多个读锁或者一个写锁,其经常用于读次数远远多于写次数的场景;如果在添加写锁之前已经有其他的读锁和写锁,则lock就会阻塞直到该锁可用,为确保该锁最终可用,已阻塞的 Lock 调用会从获得的锁中排除新的读取器,即写锁权限高于读锁,有写锁时优先进行写锁定)

区别参见:http://blog.csdn.net/chenbaoke/article/details/41957725

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用法:

Store(key,value interface{})

说明: 存储一个设置的键值

LoadOrStore(key,value interface{}) (actual interface{}, loaded bool)

说明: 返回键的现有值(如果存在),否则存储并返回给定的值,如果是读取则返回true,如果是存储返回false

Load(keyinterface{}) (value interface{}, ok bool)

说明: 读取存储在map中的值,如果没有值,则返回nil。OK的结果表示是否在map中找到值

Delete(keyinterface{})

说明: 删除键对应的值

Range(ffunc(key, value interface{}) bool)

说明: 循环读取map中的值

sync.Map的实现有几个优化点,

空间换时间。 通过冗余的两个数据结构(read、dirty),实现加锁对性能的影响。 使用只读数据(read),避免读写冲突。 动态调整,miss次数多了之后,将dirty数据提升为read。 double-checking。 延迟删除。 删除一个键值只是打标记,只有在提升dirty的时候才清理删除的数据。 优先从read读取、更新、删除,因为对read的读取不需要锁。
参考:https://studygolang.com/articles/10511

sync.Map的数据结构,它使用了冗余的数据结构read、dirty。dirty中会包含read中为删除的entries,新增加的entries会加入到dirty中。

type Map struct {
    // 当涉及到dirty数据的操作的时候,需要使用这个锁
    mu Mutex
    // 一个只读的数据结构,因为只读,所以不会有读写冲突。从这个数据中读取总是安全的。
    // 实际上,也会更新这个数据的entries,如果entry是未删除的(unexpunged), 并不需要加锁。如果entry已经被删除了,需要加锁,以便更新dirty数据。
    read atomic.Value // readOnly
    // dirty数据包含当前的map包含的entries,它包含最新的entries(包括read中未删除的数据,虽有冗余,但是提升dirty字段为read的时候非常快,不用一个一个的复制,而是直接将这个数据结构作为read字段的一部分),
    // 有些数据还可能没有移动到read字段中。对于dirty的操作需要加锁,因为对它的操作可能会有读写竞争。
    // 当dirty为空的时候, 比如初始化或者刚提升完,下一次的写操作会复制read字段中未删除的数据到这个数据中。
    dirty map[interface{}]*entry
    // 当从Map中读取entry的时候,如果read中不包含这个entry,会尝试从dirty中读取,这个时候会将misses加一,
    // 当misses累积到 dirty的长度的时候, 就会将dirty提升为read,避免从dirty中miss太多次。因为操作dirty需要加锁。
    misses int
}

read的数据结构是:

type readOnly struct {
    m       map[interface{}]*entry
    amended bool // 如果Map.dirty有些数据不在中的时候,这个值为true
}

amended指明Map.dirty中有readOnly.m未包含的数据,所以如果从Map.read找不到数据的话,还要进一步到Map.dirty中查找。

使用列子:

func (m *Map) Load(key interface{}) (value interface{}, ok bool) {
    // 1.首先从m.read中得到只读readOnly,从它的map中查找,不需要加锁
    read, _ := m.read.Load().(readOnly)
    e, ok := read.m[key]
    // 2. 如果没找到,并且m.dirty中有新数据,需要从m.dirty查找,这个时候需要加锁
    if !ok && read.amended {
        m.mu.Lock()
        // 双检查,避免加锁的时候m.dirty提升为m.read,这个时候m.read可能被替换了。
        read, _ = m.read.Load().(readOnly)
        e, ok = read.m[key]
        // 如果m.read中还是不存在,并且m.dirty中有新数据
        if !ok && read.amended {
            // 从m.dirty查找
            e, ok = m.dirty[key]
            // 不管m.dirty中存不存在,都将misses计数加一
            // missLocked()中满足条件后就会提升m.dirty
            m.missLocked()
        }
        m.mu.Unlock()
    }
    if !ok {
        return nil, false
    }
    return e.load()
}
func (m *Map) Store(key, value interface{}) {
    // 如果m.read存在这个键,并且这个entry没有被标记删除,尝试直接存储。
    // 因为m.dirty也指向这个entry,所以m.dirty也保持最新的entry。
    read, _ := m.read.Load().(readOnly)
    if e, ok := read.m[key]; ok && e.tryStore(&value) {
        return
    }
    // 如果`m.read`不存在或者已经被标记删除
    m.mu.Lock()
    read, _ = m.read.Load().(readOnly)
    if e, ok := read.m[key]; ok {
        if e.unexpungeLocked() { //标记成未被删除
            m.dirty[key] = e //m.dirty中不存在这个键,所以加入m.dirty
        }
        e.storeLocked(&value) //更新
    } else if e, ok := m.dirty[key]; ok { // m.dirty存在这个键,更新
        e.storeLocked(&value)
    } else { //新键值
        if !read.amended { //m.dirty中没有新的数据,往m.dirty中增加第一个新键
            m.dirtyLocked() //从m.read中复制未删除的数据
            m.read.Store(readOnly{m: read.m, amended: true})
        }
        m.dirty[key] = newEntry(value) //将这个entry加入到m.dirty中
    }
    m.mu.Unlock()
}
func (m *Map) dirtyLocked() {
    if m.dirty != nil {
        return
    }
    read, _ := m.read.Load().(readOnly)
    m.dirty = make(map[interface{}]*entry, len(read.m))
    for k, e := range read.m {
        if !e.tryExpungeLocked() {
            m.dirty[k] = e
        }
    }
}
func (e *entry) tryExpungeLocked() (isExpunged bool) {
    p := atomic.LoadPointer(&e.p)
    for p == nil {
        // 将已经删除标记为nil的数据标记为expunged
        if atomic.CompareAndSwapPointer(&e.p, nil, expunged) {
            return true
        }
        p = atomic.LoadPointer(&e.p)
    }
    return p == expunged
}
以上操作都是先从操作m.read开始的,不满足条件再加锁,然后操作m.dirty。

Store可能会在某种情况下(初始化或者m.dirty刚被提升后)从m.read中复制数据,如果这个时候m.read中数据量非常大,可能会影响性能。