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Golang Map怎么并发访问

Map 是每门编程语言的最基础的数据结构,这种数据结构的实现就是 key-value之间的映射关系,每个key都有一个唯一的索引值,通过索引值可以很快的找到对应的值。

Map 也是程序中最常见的数据结构,我们的项目中有大量的数据需要加载到内存中,而且需要高频访问,无疑 map 就是最好的选择,但是众所周知,Map是不支持并发访问的。

如下:

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func main() {
    var m = make(map[string]int,10) // 初始化一个map
    go func() {
        for {
            m["abc"] = 1 //设置key
        }
    }()

    go func() {
        for {
            _ = m["def"] //访问这个map
        }
    }()
    select {}
}

虽然这段代码的不同goroutine 是各自在操作不同的元素,但是运行时检测到同时对 map 对象有并发访问,就会直接 panic。

go_map6


如何实现一个线程安全的 map 类型

最简单的方式必然是加锁访问这里不再赘述了。

虽然使用 互斥锁读写锁 可以提供线程安全的 map,但是在大量并发读写的情况下,会出现非常激烈的锁竞争。

锁是性能下降的万恶之源,在高并发场景下,第一原则就是尽量减少锁的使用,一些单线程、单进程的应用(比如 redis 、nginx),基本上不需要使用锁去解决并发线程访问的问题。


分片加锁 (concurrent-map)

一个减少锁的粒度的常用方法就是分片(shard),将一把锁分成几把锁,每个锁分别控制一个分片, Go 比较知名的分片并发 map 的实现是 orcaman/concurrent-map


它默认采用 32 个分片,GetShard 是一个关键的方法,可以根据 key 算出分片的索引。

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    var SHARD_COUNT = 32
  
    // 分成SHARD_COUNT个分片的map
  type ConcurrentMap []*ConcurrentMapShared
  
  // 通过RWMutex保护的线程安全的分片,包含一个map
  type ConcurrentMapShared struct {
    items        map[string]interface{}
    sync.RWMutex // Read Write mutex, guards access to internal map.
  }
  
  // 创建并发map
  func New() ConcurrentMap {
    m := make(ConcurrentMap, SHARD_COUNT)
    for i := 0; i < SHARD_COUNT; i++ {
      m[i] = &ConcurrentMapShared{items: make(map[string]interface{})}
    }
    return m
  }
  

  // 根据key计算分片索引
  func (m ConcurrentMap) GetShard(key string) *ConcurrentMapShared {
    return m[uint(fnv32(key))%uint(SHARD_COUNT)]
  }