golang：线程安全的map----sync.Map

爱被打了一巴掌 2022-11-25 11:41 142阅读 0赞

# map #

## 线程不安全 ##

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

下面来看下并发情况下读写 map 时会出现的问题，代码如下：

package main
    
    import "fmt"
    
    func main() {
        
    	m := make(map[int]int)
    
    	go func() {
        
    		// 不停地对map进行写入
    		for  {
        
    			m[1] = 1
    		}
    	}()
    
    	go func() {
        
    		// 不停地对map进行读取
    		for {
        
    			_ = m[1]
    		}
    	}()
    
    	fmt.Scanln()
    }

无法运行，报错：

fatal error: concurrent map read and map write

错误信息显示：并发的map读和map写，也就是说使用了两个并发函数不断的对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。

## 解决方法 ##

## 加锁 ##

package main
    
    import (
    	"fmt"
    	"sync"
    	"time"
    )
    
    type SyncMap struct {
        
    	mymap map[string]string
    	//读写锁包含一对相关的锁，读锁用于只读操作，写锁用于写操作。读锁可能由多个读线程同时运行，写锁是唯一的。
    	// * 读锁和写锁之间是互斥的，同一时间只能有一个在运行。但是可以有多个线程同时读取数据。
    	// * 写入数据之前必须重新确认(ReCheck)状态，因为其他的线程可能会拿到写锁再一次修改我们已经修改过的值。这是因为前一个线程拿到写锁之后，后面的线程会被阻塞。当前一个线程释放写锁之后，被阻塞的线程会继续运行完成被阻塞的部分代码，所以才会出现这样的情况。
    	// * 当某一个线程上了写锁之后，自己仍然可以上读锁，之后在释放写锁，这是一种降级(Downgrade)的处理方法。
    	*sync.RWMutex //读写锁
    }
    var smap SyncMap //公有的访问map
    var done  chan  bool//通道，是否完成
    func main() {
        
    	smap = SyncMap{
        map[string]string{
        }, new(sync.RWMutex)}
    	done = make(chan bool, 1000)
    
    	go func() {
        
    		for   {
        
    			smap.Lock()
    			smap.mymap["1"] = "1";
    			smap.Unlock()
    			done<-true
    			time.Sleep(1*time.Millisecond)
    		}
    	}()
    
    	go func() {
        
    		for   {
        
    			smap.Lock()
    			smap.mymap["1"] = "2";
    			smap.Unlock()
    			done<-true
    			time.Sleep(1*time.Millisecond)
    		}
    	}()
    
    	var lastlength = 0
    	var lock sync.Mutex
    	go func() {
        
    		for   {
        
    			if len(done) != lastlength {
        
    				lock.Lock()
    				lastlength = len(done)
    				lock.Unlock()
    
    				smap.RLock()
    				fmt.Print(smap.mymap["1"] , "\t")
    				if len(done) % 5 ==0{
        
    					fmt.Println("  " , lastlength)
    				}
    				smap.RUnlock()
    			}
    		}
    	}()
    
    	for {
        
    		if len(done)==1000{
        
    			fmt.Println("通道已经满了")
    			break
    		}else{
        
    			time.Sleep(1*time.Second) 
    		}
    	}
    }

### sync.Map ###

type Map struct
    func (m *Map) Store(key, value interface{
        })
    func (m *Map) Load(key interface{
        }) (value interface{
        }, ok bool)
    func (m *Map) Range(f func(key, value interface{
        }) bool)
    func (m *Map) Delete(key interface{
        })

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 参数中回调函数的返回值在需要继续迭代遍历时，返回 true，终止迭代遍历时，返回 false。
 *  LoadOrStore：参数是一对key：value，如果该key存在且没有被标记删除则返回原先的value（不更新）和true；不存在则store，返回该value 和false

package main
    
    import (
    	"fmt"
    	"sync"
    )
    
    func main() {
        
    	var m sync.Map
    	m.Store("bb", 22)
    	m.Store("cc", 33)
    	m.Store("aa", 11)
    	m.Store("dd", 33)
    	m.Store("ee", 11)
    
    	//Load 方法，获得value
    	if v, ok := m.Load("cc");ok{
        
    		fmt.Printf("Load 方法，获得value   %v: %v\n", v, ok)
    	}
    	m.Delete("cc")
    
    
    	//LoadOrStore方法，获取或者保存
    	// 就是如果key还在，那么就保持原来并返回原来的值，如果key不存在就存储
    	if vv,ok:=m.LoadOrStore("bb", 22);ok{
        
    		fmt.Println(vv)
    	}else{
        
    		fmt.Printf("LoadOrStore 方法，获得value   %v: %v\n", vv, ok)
    	}
    
    
    
    	//遍历该map
    	m.Range(func(key, value interface{
        }) bool {
        
    		fmt.Printf("[%v]=[%v]\n", key, value)
    		return true
    	})
    }

sync.Map 没有提供获取 map 数量的方法，替代方法是在获取 sync.Map 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。