map的查找通过生成汇编码可以知道,根据 key 的不同类型 , 编译器会将查找函数用更具体的函数替换 , 以优化效率:
函数首先会检查 map 的标志位 flags 。如果 flags 的写标志位此时被置 1 了 , 说明有其他协程在执行“写”操作,进而导致程序 panic 。这也说明了 map 对协程是不安全的 。
key经过哈希函数计算后,得到的哈希值如下(主流64位机下共 64 个 bit 位):
m: 桶的个数
从buckets 通过 hashm 得到对应的bucket , 如果bucket正在扩容,并且没有扩容完成 , 则从oldbuckets得到对应的bucket
计算hash所在桶编号:
用上一步哈希值最后的 5 个 bit 位,也就是01010,值为 10,也就是 10 号桶(范围是0~31号桶)
计算hash所在的槽位:
用上一步哈希值哈希值的高8个bit 位,也就是 10010111 , 转化为十进制,也就是151,在 10 号 bucket 中寻找** tophash 值(HOB hash)为 151* 的 槽位** , 即为key所在位置,找到了 2 号槽位,这样整个查找过程就结束了 。
如果在 bucket 中没找到,并且 overflow 不为空,还要继续去 overflow bucket 中寻找,直到找到或是所有的 key 槽位都找遍了,包括所有的 overflow bucket 。
通过上面找到了对应的槽位,这里我们再详细分析下key/value值是如何获取的:
bucket 里 key 的起始地址就是 unsafe.Pointer(b)+dataOffset 。第 i 个 key 的地址就要在此基础上跨过 i 个 key 的大?。欢颐怯种溃?value 的地址是在所有 key 之后,因此第 i 个 value 的地址还需要加上所有 key 的偏移 。
通过汇编语言可以看到,向 map 中插入或者修改 key,最终调用的是mapassign函数 。
实际上插入或修改 key 的语法是一样的,只不过前者操作的 key 在 map 中不存在,而后者操作的 key 存在 map 中 。
mapassign 有一个系列的函数,根据 key 类型的不同,编译器会将其优化为相应的“快速函数” 。
我们只用研究最一般的赋值函数mapassign。
map的赋值会附带着map的扩容和迁移,map的扩容只是将底层数组扩大了一倍,并没有进行数据的转移,数据的转移是在扩容后逐步进行的,在迁移的过程中每进行一次赋值(access或者delete)会至少做一次迁移工作 。
1.判断map是否为nil
每一次进行赋值/删除操作时,只要oldbuckets != nil 则认为正在扩容 , 会做一次迁移工作,下面会详细说下迁移过程
根据上面查找过程 , 查找key所在位置,如果找到则更新,没找到则找空位插入即可
经过前面迭代寻找动作,若没有找到可插入的位置,意味着需要扩容进行插入,下面会详细说下扩容过程
通过汇编语言可以看到,向 map 中删除 key,最终调用的是mapdelete函数
删除的逻辑相对比较简单,大多函数在赋值操作中已经用到过,核心还是找到 key 的具体位置 。寻找过程都是类似的,在 bucket 中挨个 cell 寻找 。找到对应位置后,对 key 或者 value 进行“清零”操作 , 将 count 值减 1,将对应位置的 tophash 值置成Empty
再来说触发 map 扩容的时机:在向 map 插入新 key 的时候,会进行条件检测,符合下面这 2 个条件,就会触发扩容:
1、装载因子超过阈值
源码里定义的阈值是 6.5 (loadFactorNum/loadFactorDen),是经过测试后取出的一个比较合理的因子
我们知道,每个 bucket 有 8 个空位,在没有溢出,且所有的桶都装满了的情况下,装载因子算出来的结果是 8 。因此当装载因子超过 6.5 时,表明很多 bucket 都快要装满了,查找效率和插入效率都变低了 。在这个时候进行扩容是有必要的 。
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