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map

map结构

一个map由多个桶构成，每个桶有8个槽位，每个槽位放一个键值对，哈希函数计算出来桶号和槽位号，如槽位被占了则顺序放置，如果满了则创建一个溢出桶放里面。查找就是算出桶和槽位去找，找不到就遍历桶链表。

Go 的 map 是由多个桶（bucket）组成的哈希表结构，每个桶有 8 个槽位（slot），每个槽位存一个 key-value 对。

哈希函数的低位决定数据落在哪个桶，哈希的高位（tophash）帮助定位桶内的槽位。如果槽位被占就顺序查找空位。

如果主桶满了，就分配 溢出桶（overflow bucket），多个桶通过指针串联成链表。

查找时，从主桶开始线性扫描所有槽位，没找到就继续沿 overflow 链遍历，直到找到或链尾。

并发安全

map不能并发使用，如果并发使用需要进行一些处理。

有三种解决方法：1. 使用系统锁（sync.Mutex或sync.RWMutex等）；2. 使用sync.Map系统给的安全map；3.使用第三方安全map（分片锁）。

使用系统锁

最常用的方式，go主流框架里面也基本上是用这个方法，一般用的是sync.RWMutex性能好一点；下面是使用Mutex的例子（真实项目代码）：

var g errgroup.Group
var mu sync.Mutex // 仍然需要锁
m := make(map[int]string)for i, query := range funArray {index := ig.Go(func() error {s, err := query(univCode)if err != nil {return fmt.Errorf("查询失败: %v", err)}mu.Lock()    // 加锁defer mu.Unlock() // 延迟解锁m[index] = *s // 安全写入return nil})
}

原因：（哪怕index是唯一的）多个 goroutine 同时调用 m[index] = *s 仍然可能导致 map 内部状态损坏，进而引发 panic 或数据不一致。

分片锁是什么？

分片锁是一种 将数据分片，每个分片独立加锁 的并发控制技术。
核心思想：通过减少锁的粒度，降低多线程竞争，提高并发性能。

• 传统全局锁：所有操作竞争同一把锁（如 sync.Mutex 包裹整个 map）。
• 分片锁：将数据分成多个块，每个块有自己的锁，线程只需竞争当前操作的块的锁。

// 示例：分片数为 16 的线程安全 map
type ShardedMap struct {shards [16]map[string]interface{}  // 分片数组locks  [16]sync.RWMutex            // 每个分片对应的锁
}// 根据 key 计算分片位置
func (m *ShardedMap) getShard(key string) int {hash := fnv32(key)  // 哈希函数return int(hash) % len(m.shards)
}

二、sync.Map的实现、锁机制和与Go锁的区别

sync.Map

（一）sync.Map的实现

1. 基本结构
   • sync.Map是一个并发安全的map。它内部维护了一个哈希表，用于存储键值对。和普通map相比，它主要是为了在并发场景下安全地读写数据。
   • 它使用了分段锁（sharded lock）的机制来实现并发控制。将哈希表分为多个段（segment），每个段有自己的锁。这样可以减少锁的粒度，提高并发性能。
2. 存储和读取过程
   • 在存储键值对时，根据键的哈希值确定存储的段，然后在该段的哈希表中存储键值对。
   • 读取时，也是先根据键的哈希值找到对应的段，然后在该段的哈希表中查找键值对。例如，syncMap.Load("apple")会先找到“apple”对应的段，然后在该段中查找“apple”键对应的值。

（二）锁机制

1. 锁的类型
   • sync.Map内部使用了互斥锁（mutex）来保护每个段的数据。当对某个段进行写操作（如插入、删除键值对）时，会获取该段的锁；读操作（如查找键值对）也可以获取锁，不过在某些情况下，读操作可以不获取锁，以提高性能。
2. 锁的作用
   • 锁的作用是保证在并发环境下，对同一个段的操作不会出现数据竞争。例如，当一个线程正在向某个段的哈希表中插入一个键值对时，另一个线程不能同时对该段进行修改操作，否则可能会导致数据不一致。

（三）与Go锁的区别

1. 锁的粒度
   • Go的sync.Mutex是一个全局锁，它会锁定整个数据结构。而sync.Map使用的是分段锁，锁的粒度更细。例如，对于一个普通的map，如果多个线程同时访问它，可能会因为全局锁而导致性能瓶颈；而sync.Map的分段锁可以让多个线程同时访问不同的段，提高并发性能。
2. 使用场景
   • sync.Mutex适用于简单的并发控制场景，当需要保护一个共享资源（如一个变量、一个简单的数据结构等）时使用。而sync.Map是专门针对键值对存储的并发场景设计的，它封装了锁的细节，让开发者可以方便地在并发环境下安全地使用map。