go语言如何扩容 go语言 gc( 三 )


由此看出hmap和bucket的关系是这样的:
而bucket又是一个链表,所以,整体的结构应该是这样的:
哈希表的特点是会有一个哈希函数,对你传来的key进行哈希运算,得到唯一的值 , 一般情况下都是一个数值 。Golang的map中也有这么一个哈希函数,也会算出唯一的值,对于这个值的使用,Golang也是很有意思 。
Golang把求得的值按照用途一分为二:高位和低位 。
如图所示,蓝色为高位,红色为低位 。然后低位用于寻找当前key属于hmap中的哪个bucket,而高位用于寻找bucket中的哪个key 。上文中提到:bucket中有个属性字段是“高位哈希值”数组 , 这里存的就是蓝色的高位值,用来声明当前bucket中有哪些“key”,便于搜索查找 。需要特别指出的一点是:我们map中的key/value值都是存到同一个数组中的 。数组中的顺序是这样的:
并不是key0/value0/key1/value1的形式,这样做的好处是:在key和value的长度不同的时候,可 以消除padding(内存对齐)带来的空间浪费。
现在,我们可以得到Go语言map的整个的结构图了:(hash结果的低位用于选择把KV放在bmap数组中的哪一个bmap中,高位用于key的快速预览,用于快速试错)
map的扩容
当以上的哈希表增长的时候,Go语言会将bucket数组的数量扩充一倍,产生一个新的bucket数组,并将旧数组的数据迁移至新数组 。
加载因子
判断扩充的条件 , 就是哈希表中的加载因子(即loadFactor) 。
加载因子是一个阈值,一般表示为:散列包含的元素数 除以 位置总数 。是一种“产生冲突机会”和“空间使用”的平衡与折中:加载因子越小 , 说明空间空置率高,空间使用率小,但是加载因子越大 , 说明空间利用率上去了 , 但是“产生冲突机会”高了 。
每种哈希表的都会有一个加载因子,数值超过加载因子就会为哈希表扩容 。
Golang的map的加载因子的公式是:map长度 / 2^B(这是代表bmap数组的长度,B是取的低位的位数)阈值是6.5 。其中B可以理解为已扩容的次数 。
当Go的map长度增长到大于加载因子所需的map长度时,Go语言就会将产生一个新的bucket数组,然后把旧的bucket数组移到一个属性字段oldbucket中 。注意:并不是立刻把旧的数组中的元素转义到新的bucket当中 , 而是,只有当访问到具体的某个bucket的时候,会把bucket中的数据转移到新的bucket中 。
如下图所示:当扩容的时候,Go的map结构体中,会保存旧的数据,和新生成的数组
上面部分代表旧的有数据的bucket,下面部分代表新生成的新的bucket 。蓝色代表存有数据的bucket,橘黄色代表空的bucket 。
扩容时map并不会立即把新数据做迁移,而是当访问原来旧bucket的数据的时候,才把旧数据做迁移,如下图:
注意:这里并不会直接删除旧的bucket,而是把原来的引用去掉,利用GC清除内存 。
map中数据的删除
如果理解了map的整体结构,那么查找、更新、删除的基本步骤应该都很清楚了 。这里不再赘述 。
值得注意的是,找到了map中的数据之后 , 针对key和value分别做如下操作:
1
2
3
4
1、如果``key``是一个指针类型的,则直接将其置为空,等待GC清除;
2、如果是值类型的,则清除相关内存 。
3、同理,对``value``做相同的操作 。
4、最后把key对应的高位值对应的数组index置为空 。
GoLang中的切片扩容机制[5]int是数组 , 而[]int是切片 。二者看起来相似,实则是根本上不同的数据结构 。

推荐阅读