本期分享：
1.sync.Map的原理和使用方式
2.實現有序的Map
sync.Map的原理和使用方式
sync.Map的底層結構是通過讀寫分離和無鎖讀設計實現高并發安全：
1）雙存儲結構：
包含原子化的 read（只讀緩存，無鎖快速訪問）和加鎖的 dirty（寫入緩沖區）
2）讀優先：
讀取時先嘗試無鎖訪問 read，未命中時加鎖訪問 dirty 并記錄未命中次數
3）動態升級：
當未命中次數超過 dirty 長度時，將 dirty 原子替換為新的 read
4）延遲刪除：
刪除操作僅標記數據狀態（expunged），實際清理在 dirty 升級時批量處理
5）值原子化：
通過 entry 指針的原子操作實現值更新的無鎖化，適用于讀多寫少的高并發場景。
部分源碼：
type Map struct {mu sync.Mutex // 保護 dirty 操作read atomic.Value // 只讀緩存（atomic 訪問）dirty map[interface{}]*entry // 寫入緩沖區misses int // read 未命中計數器
}type entry struct {p unsafe.Pointer // 可能的狀態：nil, expunged, 有效指針
}Go 語言標準庫中的 sync.map 專為以下場景優化：
- 讀多寫少（98% 讀操作）
- 動態鍵空間（頻繁創建/刪除鍵）
- 需要保證并發安全
性能對比測試： 測試場景為4核CPU環境下并發讀寫
| 實現方式 | 100萬次讀/寫 (ns/op) | 內存占用 (MB) |
|---|---|---|
| map+sync.RWMutex | 420 | 32 |
| sync.Map | 85 | 28 |
實現有序的map
在Go語言中，標準庫的map是無序的，但可以通過組合數據結構實現有序映射。以下是幾種常見實現方案，根據需求選擇最適合的方式：
方案一：維護插入順序（鏈表法）
package mainimport"fmt"type OrderedMap struct {items map[interface{}]interface{}order []interface{}
}func NewOrderedMap() *OrderedMap {return &OrderedMap{items: make(map[interface{}]interface{}),order: make([]interface{}, 0),}
}func (m *OrderedMap) Set(key, value interface{}) {if _, exists := m.items[key]; !exists {m.order = append(m.order, key)}m.items[key] = value
}func (m *OrderedMap) Get(key interface{}) (interface{}, bool) {val, exists := m.items[key]return val, exists
}func (m *OrderedMap) Delete(key interface{}) {delete(m.items, key)// 重建順序切片（簡單實現，實際可用更高效方式）newOrder := make([]interface{}, 0, len(m.order)-1)for _, k := range m.order {if k != key {newOrder = append(newOrder, k)}}m.order = newOrder
}func (m *OrderedMap) Iterate() {for _, key := range m.order {fmt.Printf("%v: %v\n", key, m.items[key])}
}方案二：排序映射（使用sort包）
package mainimport ("fmt""sort"
)type SortedMap struct {keys []intitems map[int]string
}func NewSortedMap() *SortedMap {return &SortedMap{keys: make([]int, 0),items: make(map[int]string),}
}func (m *SortedMap) Set(key int, value string) {if _, exists := m.items[key]; !exists {m.keys = append(m.keys, key)sort.Ints(m.keys) // 保持有序}m.items[key] = value
}func (m *SortedMap) Get(key int) (string, bool) {val, exists := m.items[key]return val, exists
}func (m *SortedMap) Iterate() {for _, key := range m.keys {fmt.Printf("%d: %s\n", key, m.items[key])}
}方案三：使用第三方庫（推薦）
import "github.com/emirpasic/gods/maps/treemap"func main() {// 自然排序m := treemap.NewWithIntComparator()m.Put(1, "one")m.Put(3, "three")m.Put(2, "two")// 迭代器it := m.Iterator()for it.Next() {fmt.Printf("%d: %s\n", it.Key(), it.Value())}// 反向迭代rit := m.ReverseIterator()for rit.Next() {fmt.Printf("%d: %s\n", rit.Key(), rit.Value())}
}本篇結束~
