博客地址：sync.Map源码分析
普通的map
go普通的map是不支持并发的，例如简单的写
func main() {
wg := sync.WaitGroup{}
wg.Add(10)
m := make(map[int]int)
for i := 0; i < 10; i++ {
go func(i int) {
m[i] = i
wg.Done()
}(i)
}
wg.Wait()
}
fatal error: concurrent map writes
sync.Map
go的sync.Map几个优化点
- 通过使用优先读的结构体read减少锁的冲突
- 使用双重检测
- 使用延迟删除（删除存在于read中的数据只是将其置为nil）
- 动态调整，miss次数多了之后，将dirty数据提升为read
从sync/map.go看Map的结构体
type Map struct {
mu Mutex //互斥锁，用于锁定dirty map
read atomic.Value //读map，实际上不是只读，是优先读
dirty map[interface{}]*entry //dirty是一个当前最新的map，允许读写
misses int //标记在read中没有命中的次数，当misses等于dirty的长度时，会将dirty复制到read
}
//read存储的实际结构体
type readOnly struct {
m map[interface{}]*entry //map
amended bool //如果有些数据在dirty中但没有在read中，该值为true
}
type entry struct {
p unsafe.Pointer //数据指针
}
entry的几种类型
- nil: 表示为被删除，此时read跟dirty同时有该键（一般该键值如果存在于read中，则删除是将其标记为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
sync.Map几种方法：
首先先说明read跟dirty不是直接存对象，而是存指针，这样的话如果键值同时存在在read跟dirty中，直接原子修改read也相当于修改dirty中的值，并且当read跟dirty存在大量相同的数据时，也不会使用太多的内存
Load
func (m *Map) Load(key interface{}) (value interface{}, ok bool) {
read, _ := m.read.Load().(readOnly)
e, ok := read.m[key]
if !ok && read.amended {
//如果不在read中，并且dirty有新数据，则从dirty拿
m.mu.Lock()
//双重检查，因为有可能在加锁前read刚好插入该值
read, _ = m.read.Load().(readOnly)
e, ok = read.m[key]
if !ok && read.amended {
//没有在read中，则从dirty拿
e, ok = m.dirty[key]
m.missLocked()
}
m.mu.Unlock()
}
if !ok {
return nil, false
}
return e.load()
}
func (m *Map) missLocked() {
//没有命中的计数加一
m.misses++
if m.misses < len(m.dirty) {
return
}
//当没有命中的次数等于dirty的大小，将dirty复制给read
m.read.Store(readOnly{m: m.dirty})
m.dirty = nil
m.misses = 0
}
read主要用于读取，每次Load都先从read读取，当read中不存在且amended为true，就从dirty读取数据
无论dirty是否存在该key，都会执行missLocked函数，该函数将misses+1，当misses等于dirty的大小时，便会将dirty复制到read，此时再将dirty置为nil
Delete
func (m *Map) Delete(key interface{}) {
read, _ := m.read.Load().(readOnly)
e, ok := read.m[key]
if !ok && read.amended {
//如果不在read中，并且dirty有新数据，则从dirty中找
m.mu.Lock()
//双重检查
read, _ = m.read.Load().(readOnly)
e, ok = read.m[key]
if !ok && read.amended {
//这是表示键值只存在于dirty，直接删除dirty中的键值即可
delete(m.dirty, key)
}
m.mu.Unlock()
}
if ok {
//如果在read中，则将其标记为删除（nil）
e.delete()
}
}
func (e *entry) delete() (hadValue bool) {
for {
p := atomic.LoadPointer(&e.p)
if p == nil || p == expunged {
return false
}
if atomic.CompareAndSwapPointer(&e.p, p, nil) {
return true
}
}
}
先判断是否在read中，不在的话再从dirty删除
Store
func (m *Map) Store(key, value interface{}) {
//如果read存在这个键，并且这个entry没有被标记删除，尝试直接写入
//dirty也指向这个entry，所以修改e也可以使dirty也保持最新的entry
read, _ := m.read.Load().(readOnly)
if e, ok := read.m[key]; ok && e.tryStore(&value) {
return
}
m.mu.Lock()
read, _ = m.read.Load().(readOnly)
if e, ok := read.m[key]; ok {
//该键值存在在read中
if e.unexpungeLocked() {
//该键值在read中被标记为抹除，则将其添加到dirty
m.dirty[key] = e
}
//更新entry
e.storeLocked(&value)
} else if e, ok := m.dirty[key]; ok {
//如果不在read中，在dirty中，则更新
e.storeLocked(&value)
} else {
//既不在read中，也不在dirty中
if !read.amended {
//从read复制没有标记删除的数据到dirty中
m.dirtyLocked()
m.read.Store(readOnly{m: read.m, amended: true})
}
//添加到dirty中
m.dirty[key] = newEntry(value)
}
m.mu.Unlock()
}
func (e *entry) tryStore(i *interface{}) bool {
p := atomic.LoadPointer(&e.p)
if p == expunged {
return false
}
for {
if atomic.CompareAndSwapPointer(&e.p, p, unsafe.Pointer(i)) {
return true
}
p = atomic.LoadPointer(&e.p)
if p == expunged {
return false
}
}
}
func (e *entry) unexpungeLocked() (wasExpunged bool) {
return atomic.CompareAndSwapPointer(&e.p, expunged, nil)
}
func (e *entry) storeLocked(i *interface{}) {
atomic.StorePointer(&e.p, unsafe.Pointer(i))
}
func (m *Map) dirtyLocked() {
if m.dirty != nil {
return
}
//从read复制到dirty
read, _ := m.read.Load().(readOnly)
m.dirty = make(map[interface{}]*entry, len(read.m))
for k, e := range read.m {
//如果标记为nil或者expunged，则不复制到dirty
if !e.tryExpungeLocked() {
m.dirty[k] = e
}
}
}
func (e *entry) tryExpungeLocked() (isExpunged bool) {
p := atomic.LoadPointer(&e.p)
for p == nil {
//尝试将nil置为expunged
if atomic.CompareAndSwapPointer(&e.p, nil, expunged) {
return true
}
p = atomic.LoadPointer(&e.p)
}
return p == expunged
}
sync.Map 写入就稍微麻烦很多了
- 首先会先判断键值是否已经存在read中，存在的话便尝试直接写入（read不只是读，此时被写入），由于从read获取的是entry指针，因此对从read读取entry进行修改便相当于修改dirty中对应的entry，此时写入的是使用原子操作。
- 键值存在在read中并且该entry被标记为expunged（这种情况出现在从read复制数据到dirty中，看tryExpungeLocked函数，将所有键为nil置为expunged，表示该键被删除，但没有在dirty中）
- 从read复制到dirty的过程来说，主要是用dirtyLocked函数实现的，复制除了entry为nil跟expunged的数据
参考
有疑问加站长微信联系（非本文作者））
