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Go語(yǔ)言map不支持并發(fā)寫操作的原因

更新時(shí)間：2024年01月01日 11:12:34 作者：frank

Go語(yǔ)言為什么不支持并發(fā)讀寫map?,Go官方的說(shuō)法是在多數(shù)情況下map只存在并發(fā)讀操作,如果原生支持并發(fā)讀寫,即降低了并發(fā)讀操作的性能,在使用?map?時(shí),要特別注意是否存在對(duì)?map?的并發(fā)寫操作,如果存在,要結(jié)合?sync?包的互斥鎖一起使用,

本文介紹 Go 語(yǔ)言為什么不支持并發(fā)讀寫 map?,Go 官方的說(shuō)法是在多數(shù)情況下 map 只存在并發(fā)讀操作,如果原生支持并發(fā)讀寫,即降低了并發(fā)讀操作的性能。在使用 map 時(shí)，要特別注意是否存在對(duì) map 的并發(fā)寫操作，如果存在，要結(jié)合 sync 包的互斥鎖一起使用。

01 、介紹

在 Go 語(yǔ)言項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中，我們經(jīng)常會(huì)使用哈希表 map，它的時(shí)間復(fù)雜度是 O(1)，Go 語(yǔ)言中的 map 使用開(kāi)放尋址法避免哈希碰撞。

Go 語(yǔ)言中的 map 并非原子操作，不支持并發(fā)讀寫操作。

Go 官方認(rèn)為 map 在大多數(shù)情況下是使用 map 進(jìn)行并發(fā)讀操作，僅在少數(shù)情況下是使用 map 進(jìn)行并發(fā)讀寫操作。

如果 Go 語(yǔ)言中的 map 原生支持并發(fā)讀寫操作，在操作時(shí)需要先獲取互斥鎖，反而會(huì)降低只有并發(fā)讀操作時(shí)的性能。

在需要并發(fā)讀寫操作 map 時(shí)，可以結(jié)合 sync 包中的互斥鎖一起使用。

02 、并發(fā)讀寫 map

Go 支持并發(fā)讀 map，不支持并發(fā)讀寫 map。

示例代碼：

func main() {
 var m = make(map[int]string)

 go func() {
  for {
   m[1] = "xx"
  }
 }()

 go func() {
  for {
   _ = m[1]
  }
 }()
 time.Sleep(time.Second * 3)
}

輸出結(jié)果：

fatal error: concurrent map read and map write
// ...

閱讀上面這段代碼，我們并發(fā)讀寫 map 類型的變量 m，在運(yùn)行時(shí)，返回致命錯(cuò)誤 fatal error: concurrent map read and map write。

Go 語(yǔ)言中的 map 在運(yùn)行時(shí)是怎么檢測(cè)到 map 的存在寫操作？

源碼：

const (
 // flags
 iterator     = 1 // there may be an iterator using buckets
 oldIterator  = 2 // there may be an iterator using oldbuckets
 hashWriting  = 4 // a goroutine is writing to the map
 sameSizeGrow = 8 // the current map growth is to a new map of the same size
)
// A header for a Go map.
type hmap struct {
 count     int // # live cells == size of map.  Must be first (used by len() builtin)
 flags     uint8
 B         uint8  // log_2 of # of buckets (can hold up to loadFactor * 2^B items)
 noverflow uint16 // approximate number of overflow buckets; see incrnoverflow for details
 hash0     uint32 // hash seed

 buckets    unsafe.Pointer // array of 2^B Buckets. may be nil if count==0.
 oldbuckets unsafe.Pointer // previous bucket array of half the size, non-nil only when growing
 nevacuate  uintptr        // progress counter for evacuation (buckets less than this have been evacuated)

 extra *mapextra // optional fields
}

// Like mapaccess, but allocates a slot for the key if it is not present in the map.
func mapassign(t *maptype, h *hmap, key unsafe.Pointer) unsafe.Pointer {
 // ...

done:
 if h.flags&hashWriting == 0 {
  fatal("concurrent map writes")
 }
 h.flags &^= hashWriting
 if t.IndirectElem() {
  elem = *((*unsafe.Pointer)(elem))
 }
 return elem
}

閱讀上面這段源碼，我們可以發(fā)現(xiàn)在 hmap 結(jié)構(gòu)體中的字段 flags，該字段用于標(biāo)記 map 是否為寫入狀態(tài)。

在訪問(wèn) map 時(shí)，通過(guò)判斷 hmap.flags 和 hashWriting 的值，可知是否有其它 goroutine 訪問(wèn) map，如果有，則返回致命錯(cuò)誤 fatal("concurrent map writes")。