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Go语言sync.Map(在并发环境中使用的map)

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Go 语言中的 map 在并发情况下,只读是线程安全的,同时读写线程不安全。

下面来看下并发情况下读写 map 时会出现的问题,代码如下:
// 创建一个int到int的映射
m := make(map[int]int)

// 开启一段并发代码
go func() {

    // 不停地对map进行写入
    for {
        m[1] = 1
    }

}()

// 开启一段并发代码
go func() {

    // 不停地对map进行读取
    for {
        _ = m[1]
    }

}()

// 无限循环, 让并发程序在后台执行
for {

}
运行代码会报错,输出如下:
fatal error: concurrent map read and map write

运行时输出提示:并发的 map 读写。也就是说使用了两个并发函数不断地对 map 进行读和写而发生了竞态问题。map 内部会对这种并发操作进行检查并提前发现。

需要并发读写时,一般的做法是加锁,但这样性能并不高。Go 语言在 1.9 版本中提供了一种效率较高的并发安全的 sync.Map。sync.Map 和 map 不同,不是以语言原生形态提供,而是在 sync 包下的特殊结构。

sync.Map有以下特性:
  • 无须初始化,直接声明即可。
  • sync.Map 不能使用 map 的方式进行取值和设置等操作,而是使用 sync.Map 的方法进行调用。Store 表示存储,Load 表示获取,Delete 表示删除。
  • 使用 Range 配合一个回调函数进行遍历操作,通过回调函数返回内部遍历出来的值。Range 参数中的回调函数的返回值功能是:需要继续迭代遍历时,返回 true;终止迭代遍历时,返回 false。

并发安全的 sync.Map 演示代码如下:
package main

import (
      "fmt"
      "sync"
)

func main() {

    var scene sync.Map

    // 将键值对保存到sync.Map
    scene.Store("greece", 97)
    scene.Store("london", 100)
    scene.Store("egypt", 200)

    // 从sync.Map中根据键取值
    fmt.Println(scene.Load("london"))

    // 根据键删除对应的键值对
    scene.Delete("london")

    // 遍历所有sync.Map中的键值对
    scene.Range(func(k, v interface{}) bool {

        fmt.Println("iterate:", k, v)
        return true
    })

}
代码输出如下:
100 true
iterate: egypt 200
iterate: greece 97

代码说明如下:
  • 第 10 行,声明 scene,类型为 sync.Map。注意,sync.Map 不能使用 make 创建。
  • 第 13~15 行,将一系列键值对保存到 sync.Map 中,sync.Map 将键和值以 interface{} 类型进行保存。
  • 第 18 行,提供一个 sync.Map 的键给 scene.Load() 方法后将查询到键对应的值返回。
  • 第 21 行,sync.Map 的 Delete 可以使用指定的键将对应的键值对删除。
  • 第 24 行,Range() 方法可以遍历 sync.Map,遍历需要提供一个匿名函数,参数为 k、v,类型为 interface{},每次 Range() 在遍历一个元素时,都会调用这个匿名函数把结果返回。

sync.Map 没有提供获取 map 数量的方法,替代方法是获取时遍历自行计算数量。sync.Map 为了保证并发安全有一些性能损失,因此在非并发情况下,使用 map 相比使用 sync.Map 会有更好的性能。