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GO：sync.Map

article 2025/1/9 20:01:59

sync.Map 是 Go 语言 sync 包中提供的一个内置的并发安全的 map 类型。它在设计上考虑了高并发场景，尽量避免加锁操作从而提升读写性能。

这里是一段关于sync.map使用的简单记录

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

func main() {
    var m sync.Map
    // 存储
    m.Store("key1", "value1")
    m.Store("key2", 2)
    // 读取
    value, ok := m.Load("key1")
    if ok {
        fmt.Println("Value:", value)
    }
    // 删除
    m.Delete("key1")
    value, ok = m.Load("key1")
    if ok {
        fmt.Println("Value:", value)
    } else {
        fmt.Println("Key not found")
    }
}

sync.map的底层数据结构最主要的构成两个部分

1 read 无锁map 存储了部分写入 Map 的内容，用来加速读操作。

2 dirty 加锁读写map 存储了全量内容，需要加锁才能读写数据。

type Map struct {
    mu Mutex
    read atomic.Pointer[readOnly] // 无锁读map
    dirty map[any]*entry // 加锁读写map
    misses int
}

// readOnly is an immutable struct stored atomically in the Map.read field.
type readOnly struct {
    m       map[any]*entry
    amended bool // true if the dirty map contains some key not in m.
}

当有 key-value 值写入时：

如果这个 key 在 read 中不存在，接下来就要做新增操作，它会加锁写入 dirty map 中，并且将 amended 标记设置为 true。而 amended 标记用于表示 dirty 中是否有不在 read 中的 key-value 值。

如果这个 key 在 read 中存在，则会进行更新操作，由于 read map 和 dirty map 里面存储的值是 entry 类型的指针，且 entry 类型的成员变量也是 atomic.Pointer 类型

因此在更新时可以直接用 CAS 无锁操作替换指针 p 指向的变量，而无需做加锁操作。

当读取 key 对应的值时：

会先从 read 中读取，当 read 中读不到，并且 amended 为 true 时，则会加锁从 dirty map 中读。这里可能导致从 sync.Map 读取的性能劣化，因为它既要从 read 中读一遍，又要加锁从 dirty map 中读一遍。

同时，每次 read 读不到，从 dirty map 中读时，它会调用 missLocked 方法，这个方法用于将 map 的 misses 字段加 1，misses 字段用于表示 read 读未命中次数，如果 misses 值比较大，说明 read map 的数据可能比 dirty map 少了很多。为了提升读性能，missLocked 方法里会将 dirty map 变成新的 read map，代码如下。

缺点：

sync.Map 是通过两个 map 来实现读写分离，从而达到高性能读的目的。不过它存在下面几个缺点。

1 由于有两个 map，因此占用内存会比较高。

2 更适用于读多写少的场景，当由于写比较多或者本地缓存没有全量数据时，会导致读 map 经常读不到数据，而需要加锁再读一次，从而导致读性能退化。

3 当数据量比较大时，如果写入触发读 map 向写 map 拷贝，会导致较大的性能开销。

所以在大规模数据缓存时我们最好选用分段锁

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