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sync.Map

定义

Map是sync包里的一个结构体类型，定义如下

type Map struct {
    // some fields
}

Go语言里普通map的读写不是并发安全的，sync.Map的读写是并发安全的。

sync.Map可以理解为类似一个map[interface{}]interface{}的结构，key可以类型不一样，value也可以类型不一样，多个goroutine对其进行读写不需要额外加锁。

Go官方设计sync.Map主要满足以下2个场景的用途

  1. 每个key只写一次，其它对该key的操作都是读操作

  2. 多个goroutine同时读写map，但是每个goroutine只读写各自的keys

以上2种场景，相对于对普通的map加Mutex或者RWMutex来实现并发安全，使用sync.Map不用在业务代码里加锁，会大幅减少锁竞争，提升性能。其它更为常见的场景还是使用普通的Map，搭配Mutex或者RWMutex来使用。

不能对sync.Map使用值传递方式进行函数调用。

sync.Map结构体类型有如下几个方法：

  • Delete，删除map里的key，即使key不存在，执行Delete操作也没任何影响

    func (m *Map) Delete(key interface{})

  • Load，从map里取出key对应的value。如果key存在map里，返回值value就是对应的值，ok就是true。如果key不在map里，返回值value就是nil，ok就是false。

    func (m* Map) Load(key interface{}) (value interface{}, ok bool)

  • LoadAndDelete，删除map里的key。如果key存在map里，返回值value就是对应的值，loaded就是true。如果key不在map里，返回值value就是nil，loaded就是false。

    func (m* Map) LoadAndDelete(key interface{}) (value interface{}, loaded bool)

  • LoadOrStore，从map里取出key对应的value。如果key在map里不存在，就把LoadOrStrore函数调用传入的参数<key, value>存储到map里，并返回参数里的value。如果key在map里，那loaded是true，如果key不在map里，那loaded是false。

    func (m* Map) LoadOrStore(key, value interface{}) (actual interface{}, loaded bool)

  • Range，遍历map里的所有<key, value>对，把每个<key, value>对，都作为参数传递给f去调用，如果遍历执行过程中，f返回false，那range迭代就结束了。

    func (m* Map) Range(f func(key, value interface{}) bool)

  • Store，往map里插入<key, vaue>对，即使key已经存在于map里，也没有任何影响

    func (m* Map) Store(key, value interface{})

Delete, Load, LoadAndDelete, LoadOrStore, Store的均摊时间复杂度是O(1)，Range的时间复杂度是O(N)

使用

  • 初始化

    var m1 sync.Map
m2 := sync.Map{}

  • 示例1：统计字符串里每个字符出现的次数

    package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

func main() {
    /*统计字符串里每个字符出现的次数*/
    m := sync.Map{}
    str := "abcabcd"
    for _, value := range str {
        temp, ok := m.Load(value)
        //fmt.Println(temp, ok)
        if !ok {
            m.Store(value, 1)
        } else {
            /*temp是个interface变量，要转int才能和1做加法*/
            m.Store(value, temp.(int)+1)
        }
    }
    
    /*使用sync.Map里的Range遍历map*/
    m.Range(func(key, value interface{}) bool{
        fmt.Println(key, value)
        return true
    })
}

  • 示例2：多个goroutine并发写sync.Map，不加锁。如果是普通的map，这么来写就会出现运行时错误“fatal error: concurrent map writes”

    package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var m sync.Map

/*
sync.Map里每个key只写一次，属于场景1
*/
func changeMap(key int) {
    m.Store(key, 1)
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    size := 2
    wg.Add(size)
    
    for i:=0; i<size; i++ {
        i := i
        go func() {
            defer wg.Done()
            changeMap(i)
        }()
    }
    wg.Wait()
    
    /*使用sync.Map里的Range遍历map*/
    m.Range(func(key, value interface{}) bool{
        fmt.Println(key, value)
        return true
    })
}

注意事项

  • sync.Map不支持len和cap函数

  • 在评估要不要使用sync.Map的时候，先考察业务场景是否符合上面描述的场景1和2，符合再考虑用sync.Map，不符合就用普通map+Mutex或者RWMutex。

References

https://pkg.go.dev/[email protected]#Map