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go语言实现原理 go 语言原本( 二 )

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Golang中map的底层实现是一个散列表，因此实现map的过程实际上就是实现散表的过程 。在这个散列表中，主要出现的结构体有两个，一个叫 hmap (a header for a go map)，一个叫 bmap (a bucket for a Go map，通常叫其bucket) 。这两种结构的样子分别如下所示：
hmap :
图中有很多字段 ， 但是便于理解map的架构，你只需要关心的只有一个，就是标红的字段： buckets数组。Golang的map中用于存储的结构是bucket数组 。而bucket(即bmap)的结构是怎样的呢？
bucket ：
相比于hmap，bucket的结构显得简单一些 ， 标红的字段依然是“核心”，我们使用的map中的key和value就存储在这里 。“高位哈希值”数组记录的是当前bucket中key相关的“索引”，稍后会详细叙述 。还有一个字段是一个指向扩容后的bucket的指针，使得bucket会形成一个链表结构 。例如下图：
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 。

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