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go语言map结构 go语言map定义

mapIT技术

Go语言map是怎么比较key是否存在的支持==和!=操作就可以做key，实际上只有function、map、slice三个kind不支持作为key，因为只能和nil比较不能和另一个值比较 。布尔、整型、浮点、复数、字符串、指针、channel等都可以做key 。
【go语言map结构 go语言map定义】struct能不能做key要看每一个字段，如果所有字段都可以做key，那这个struct就可以 。有一个字段不能做key，这个struct就不能做key 。array也是，元素类型能做key，那这个array就可以 。
例如：
type Foo map[struct {
Bbool
Iint
Ffloat64
Ccomplex128
Sstring
P*Foo
Ch chan Foo
}]bool
每一个字段都可以做key ， Foo就可以做key 。再如：
type Foo map[struct {
Fn func() Foo
Mmap[*Foo]int
S[]Foo
}]bool
有一个字段不能做key、Foo就不允许做key，而这三个字段都不能 。
字段是递归检查的：
type Foo map[struct {
Sub struct {
M map[*Foo]bool
}
}]bool
Sub的M字段不能做key，Sub就不能做key ， Foo也就不能做key 。
总之想把一个数据结构用于map的key，就不能包含function、map和slice 。
goland map底层原理map 是Go语言中基础的数据结构，在日常的使用中经常被用到 。但是它底层是如何实现的呢？
总体来说golang的map是hashmap，是使用数组 链表的形式实现的，使用拉链法消除hash冲突 。
golang的map由两种重要的结构，hmap和bmap(下文中都有解释)，主要就是hmap中包含一个指向bmap数组的指针，key经过hash函数之后得到一个数，这个数低位用于选择bmap(当作bmap数组指针的下表)，高位用于放在bmap的[8]uint8数组中 ， 用于快速试错 。然后一个bmap可以指向下一个bmap(拉链) 。
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?。?说明空间空置率高，空间使用率?。?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 hashmap的使用及实现 由于go语言是一个强类型的语言，因此hashmap也是有类型的，具体体现在key和value都必须指定类型 ， 比如声明一个key为string，value也是string的map，
需要这样做
大部分类型都能做key，某些类型是不能的，共同的特点是： 不能使用== 来比较，包括: slice, map, function
在迭代的过程中是可以对map进行删除和更新操作的，规则如下：
golang的map是hash结构的 ， 意味着平均访问时间是O(1)的 。同传统的hashmap一样，由一个个bucket组成:
那我们怎么访问到对应的bucket呢，我们需要得到对应key的hash值
各个参数的意思：
目前采用的是这一行:
| 6.50 | 20.90 | 10.79 | 4.25 | 6.50 |
Go语言使用 map 时尽量不要在 big map 中保存指针 不知道你有没有听过这么一句：在使用 map 时尽量不要在 big map 中保存指针 。好吧，你现在已经听过了：）为什么呢？原因在于 Go 语言的垃圾回收器会扫描标记 map 中的所有元素，GC 开销相当大 ， 直接GG 。
这两天在《Mastering Go》中看到 GC 这一章节里面对比 map 和 slice 在垃圾回收中的效率对比，书中只给出结论没有说明理由，这我是不能忍的，于是有了这篇学习笔记 。扯那么多，Show Your Code
这是一个简单的测试程序，保存字符串的 map 和 保存整形的 map GC 的效率相差几十倍，是不是有同学会说明明保存的是 string 哪有指针？这个要说到 Go 语言中 string 的底层实现了，源码在 src/runtime/string.go里，可以看到 string 其实包含一个指向数据的指针和一个长度字段 。注意这里的是否包含指针，包括底层的实现 。
Go 语言的 GC 会递归遍历并标记所有可触达的对象，标记完成之后将所有没有引用的对象进行清理 。扫描到指针就会往下接着寻找，一直到结束 。
Go 语言中 map 是基于 数组和链表 的数据结构实现的，通过 优化的拉链法 解决哈希冲突，每个 bucket 可以保存8对键值，在8个键值对数据后面有一个 overflow 指针，因为桶中最多只能装8个键值对，如果有多余的键值对落到了当前桶，那么就需要再构建一个桶（称为溢出桶），通过 overflow 指针链接起来 。
因为 overflow 指针的缘故，所以无论 map 保存的是什么，GC 的时候就会把所有的 bmap 扫描一遍，带来巨大的 GC 开销 。官方 issues 就有关于这个问题的讨论 ， runtime: Large maps cause significant GC pauses #9477
无脑机翻如下：
如果我们有一个map [k] v，其中k和v都不包含指针，并且我们想提高扫描性能，则可以执行以下操作 。
将“ allOverflow [] unsafe.Pointer”添加到 hmap 并将所有溢出存储桶存储在其中 。然后将 bmap 标记为noScan 。这将使扫描非常快，因为我们不会扫描任何用户数据 。
实际上，它将有些复杂，因为我们需要从allOverflow中删除旧的溢出桶 。而且它还会增加 hmap 的大?。虼艘部赡苄枰匦抡硎?。
最终官方在 hmap 中增加了overflow相关字段完成了上面的优化，这是具体的commit地址 。
下面看下具体是如何实现的，源码基于 go1.15，src/cmd/compile/internal/gc/reflect.go 中
通过注释可以看出 ， 如果 map 中保存的键值都不包含指针（通过 Haspointers 判断），就使用一个 uintptr 类型代替 bucket 的指针用于溢出桶 overflow 字段，uintptr 类型在 GO 语言中就是个大小可以保存得下指针的整数，不是指针，就相当于实现了 将 bmap 标记为 noScan，GC 的时候就不会遍历完整个 map 了 。随着不断的学习，愈发感慨 GO 语言中很多模块设计得太精妙了 。
差不多说清楚了，能力有限，有不对的地方欢迎留言讨论，源码位置还是问的群里大佬 _
Golang中sync.Map的实现原理前面，我们讲了map的用法以及原理 Golang中map的实现原理，但我们知道，map在并发读写的情况下是不安全 。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，今天，我们就来讲讲 sync.Map的用法以及原理
sync.Map与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：
我们下来看下sync.Map结构体
结构体之间的关系如下图所示：
总结一下：
Load方法比较简单，总结一下：
总结如下：
go语言map结构的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于go语言map定义、go语言map结构的信息别忘了在本站进行查找喔 。

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