Go中并发安全的字典sync.Map
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一、sync.Map的特点
sync.Map 这个字典类型提供了一些常用的键值存取操作方法，并保证了这些操作的并发安全。同时，它的存、取、删等操作都可以保证在常数时间内执行完毕。它们的算法复杂度与map类型一样都是O(1)的。
sync.Map 本身虽然用到了锁，但是它其实在尽可能地避免使用锁。
二、使用sync.Map 的注意事项
2.1 并发安全字典对键的类型的要求
必须保证键的类型是可比较的， 键的实际类型不能是：函数类型、字典类型、切片。
因为并发字典内部使用的存储介质正是原生字典，Go语言的原生字典的键类型不能是函数类型、字典类型、切片类型。
我们应该在每次操作并发安全字典的时候，都去显式检查键值的实际类型。无论是存、取、删都应该如此。
可以通过调用reflect.TypeOf函数得到一个键值对应的反射类型值（即：reflect.Type 类型的值），然后再调用这个值的Comparable 方法，得到确切的判断结果。
2.2 保证并发安全字典中的键和值的类型正确性
使用断言表达式或反射操作来保证它们的类型正确性。
（1）方案一：完全确定键和值具体类型的情况
让并发安全字典只能存储某个特定类型的键。
一旦确定了键的类型，就可以使用类型断言表达式去对键的类型做检查了。并且，如果把并发安全字典封装在一个结构体类型里面，那就更加方便了。这时候可以让Go语言编译器帮助做类型检查
package main
import "sync"
type IntStrMap struct {
m sync.Map
}
func (iMap *IntStrMap) Delete(key int) {
iMap.m.Delete(key)
}
func (iMap *IntStrMap) Load(key int) (value string, ok bool) {
v, ok := iMap.m.Load(key)
if v != nil {
value = v.(string)
}
return
}
func (iMap *IntStrMap) LoadOrStore(key int, value string) (actual string, loaded bool) {
a, loaded := iMap.m.LoadOrStore(key, value)
actual = a.(string)
return
}
func (iMap *IntStrMap) Range(f func(key int, value string) bool) {
f1 := func(key, value interface{
}) bool {
return f(key.(int), value.(string))
}
iMap.m.Range(f1)
}
func (iMap *IntStrMap) Store(key int, value string) {
iMap.m.Store(key, value)
}
（2）方案二：初始化并发安全字典时，动态地给定键和值的类型
设计结构体类型，除了包含sync.Map字段，还要包含两个反射类型reflect.Type，用于保存键类型和值类型：
type ConcurrentMap struct {
m sync.Map
keyType reflect.Type
valueType reflect.Type
}
reflect.Type这个类型可以代表Go语言中的任何数据类型，并且，这个类型的值非常容易获得：通过调用reflect.TypeOf 函数把某个样本值传入即可。
func main() {
v1 := int(32)
res := reflect.TypeOf(v1)
// 打印int
fmt.Println(res)
}
由于反射类型值之间可以直接使用操作符==或!=进行判等，所以这里等类型检查代码非常简单。
func (cMap *ConcurrentMap) Load(key interface{
}) (value interface{
}, ok bool) {
if reflect.TypeOf(key) != cMap.keyType {
return
}
return cMap.m.Load(key)
}
再看Store函数：
func (cMap *ConcurrentMap) Store(key, value interface{
}) {
if reflect.TypeOf(key) != cMap.keyType {
panic(fmt.Errorf("错误的key类型：%v", reflect.TypeOf(key)))
}
if reflect.TypeOf(value) != cMap.valueType {
panic(fmt.Errorf("错误的value类型：%v", reflect.TypeOf(key)))
}
cMap.Store(key, value)
}
（3）两种方案等优缺点
第一种方案：
- 适用于我们完全确定键和值具体类型的情况，可以利用Go语言编译器去做类型检查，并使用类型断言做辅助，就像上面
IntStrMap一样。 - 但是这种方案无法灵活地改变字典的键和值类型。一旦需求多样化，编码的工作量也随之而来。
第二种方案：
- 无需再程序运行之前就明确键和值的类型，只要在初始化并发安全字典的时候，动态的给定它们。这里主要使用reflect包中的函数和数据类型，另加一些简单的判等操作；
- 这些反射操作会或多或少会降低程序的性能。
三、并发安全字典如何做到尽量避免使用锁
sync.Map类型在内部使用了大量的原子操作来存取键和值，并使用了两个原生的map作为存储介质。
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其中一个原生map被存在了sync.Map的read字段中，该字段时sync/automic.Value 类型的。
它会在条件满足的时，去重新保存所属的sync.Map 中包含的所有键值对。
它先把值转换为了unsafe.Pointer类型的值，然后再把后者封装，并储存在其中的原生字典中。如此一来，在变更某个键所对应的值的时候，就也可以使用原子操作了。
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sync.Map中的另一个原生字典由它的dirty字段代表。在它上面操作需要用到锁。
不需要用到锁的场景：
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sync.Map在查找指定的键所对应的值的时候，总会先去只读字典中寻找，并不需要锁定互斥锁。
只有当确定“只读字典中没有，但脏字典中可能会有这个键”的时候，它才会在锁的保护下去访问脏字典。
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相对应的，sync.Map在存储键值对的时候，只要只读字典中已存有这个键，并且该键值对未被标记为“已删除”，就会把新值存到里面并直接返回，这种情况下也不需要用到锁。
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