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Go語言sync.Map(在并發環境中使用的map)

Go 語言中的 map 在并發情況下,只讀是線程安全的,同時讀寫線程不安全。

下面來看下并發情況下讀寫 map 時會出現的問題,代碼如下:
// 創建一個int到int的映射
m := make(map[int]int)

// 開啟一段并發代碼
go func() {

    // 不停地對map進行寫入
    for {
        m[1] = 1
    }

}()

// 開啟一段并發代碼
go func() {

    // 不停地對map進行讀取
    for {
        _ = m[1]
    }

}()

// 無限循環, 讓并發程序在后臺執行
for {

}
運行代碼會報錯,輸出如下:
fatal error: concurrent map read and map write

運行時輸出提示:并發的 map 讀寫。也就是說使用了兩個并發函數不斷地對 map 進行讀和寫而發生了競態問題。map 內部會對這種并發操作進行檢查并提前發現。

需要并發讀寫時,一般的做法是加鎖,但這樣性能并不高。Go 語言在 1.9 版本中提供了一種效率較高的并發安全的 sync.Map。sync.Map 和 map 不同,不是以語言原生形態提供,而是在 sync 包下的特殊結構。

sync.Map有以下特性:
  • 無須初始化,直接聲明即可。
  • sync.Map 不能使用 map 的方式進行取值和設置等操作,而是使用 sync.Map 的方法進行調用。Store 表示存儲,Load 表示獲取,Delete 表示刪除。
  • 使用 Range 配合一個回調函數進行遍歷操作,通過回調函數返回內部遍歷出來的值。Range 參數中的回調函數的返回值功能是:需要繼續迭代遍歷時,返回 true;終止迭代遍歷時,返回 false。

并發安全的 sync.Map 演示代碼如下:
package main

import (
      "fmt"
      "sync"
)

func main() {

    var scene sync.Map

    // 將鍵值對保存到sync.Map
    scene.Store("greece", 97)
    scene.Store("london", 100)
    scene.Store("egypt", 200)

    // 從sync.Map中根據鍵取值
    fmt.Println(scene.Load("london"))

    // 根據鍵刪除對應的鍵值對
    scene.Delete("london")

    // 遍歷所有sync.Map中的鍵值對
    scene.Range(func(k, v interface{}) bool {

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

}
代碼輸出如下:
100 true
iterate: egypt 200
iterate: greece 97

代碼說明如下:
  • 第 10 行,聲明 scene,類型為 sync.Map。注意,sync.Map 不能使用 make 創建。
  • 第 13~15 行,將一系列鍵值對保存到 sync.Map 中,sync.Map 將鍵和值以 interface{} 類型進行保存。
  • 第 18 行,提供一個 sync.Map 的鍵給 scene.Load() 方法后將查詢到鍵對應的值返回。
  • 第 21 行,sync.Map 的 Delete 可以使用指定的鍵將對應的鍵值對刪除。
  • 第 24 行,Range() 方法可以遍歷 sync.Map,遍歷需要提供一個匿名函數,參數為 k、v,類型為 interface{},每次 Range() 在遍歷一個元素時,都會調用這個匿名函數把結果返回。

sync.Map 沒有提供獲取 map 數量的方法,替代方法是獲取時遍歷自行計算數量。sync.Map 為了保證并發安全有一些性能損失,因此在非并發情況下,使用 map 相比使用 sync.Map 會有更好的性能。

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