1.簡(jiǎn)介
最近看了下Sync包，詳讀了sync.map源碼，感覺(jué)源碼實(shí)現(xiàn)還是比較巧妙的，有不少可以學(xué)習(xí)的地方；在講源碼前，先看下sync.map的"歷史"，從網(wǎng)上搜資料，sync.map是Go語(yǔ)言在1.9版本才引入的并發(fā)安全的map，對(duì)此，有些同學(xué)心中可能會(huì)有個(gè)疑問(wèn)，如果是支持并發(fā)，為什么不采取鎖map的方式，為啥還要在單獨(dú)搞個(gè)sync.map結(jié)構(gòu)呢？我們先看下鎖map存在的問(wèn)題：

參考：go語(yǔ)言中文文檔：www.topgoer.com

轉(zhuǎn)自：https://studygolang.com/topics/12363#reply0
1)mutex + map
最簡(jiǎn)單的方案就是在map上加個(gè)鎖，針對(duì)map的所有操作都要提前加鎖，其存在問(wèn)題也很明顯，鎖競(jìng)爭(zhēng)會(huì)非常頻繁；
2)rwmutex + map
優(yōu)化一點(diǎn)，依據(jù)場(chǎng)景，如果是讀操作多于寫操作，可以把mutex換成rwmutex，相比方案一，有一定優(yōu)化、至少讀讀之間不會(huì)存在互斥，不過(guò)，讀寫之間還會(huì)存在阻塞；
根據(jù)鎖map的優(yōu)化迭代方案可知，在讀讀場(chǎng)景下，rwmutex + map可以并發(fā)、不存在阻塞，但是，讀寫還是存在阻塞，而sync.map要做的事情就是能進(jìn)一步優(yōu)化：對(duì)于map的各種操作，盡可能不阻塞；為此，sync.map采用了兩級(jí)緩存實(shí)現(xiàn)，一級(jí)緩存做無(wú)鎖并發(fā)，二級(jí)緩存做有鎖并發(fā)，如：

對(duì)上圖說(shuō)明兩點(diǎn)：
1)針對(duì)sync.map的各種操作，都先經(jīng)過(guò)一級(jí)緩存，一級(jí)緩存采用無(wú)鎖的方式，只要不出現(xiàn)擊穿，即key都在一級(jí)緩存中可以找到，則就不會(huì)訪問(wèn)到二級(jí)緩存；
2)一級(jí)緩存和二級(jí)緩存之間存在數(shù)據(jù)同步，二級(jí)緩存數(shù)據(jù)相對(duì)更全一些，所以當(dāng)一級(jí)緩存數(shù)據(jù)比較久時(shí)，可以將二級(jí)緩存數(shù)據(jù)同步一下，該情況是在讀擊穿時(shí)處理；在不擊穿的前提下，一級(jí)緩存中可能有數(shù)據(jù)刪除，數(shù)據(jù)移除情況也要同步給二級(jí)緩存，清除廢棄數(shù)據(jù)、減少空間占用，該情況是在寫擊穿并且是一、二級(jí)緩存都不存在鍵的情況處理，總之，同步的原則是：一級(jí)緩存數(shù)據(jù)盡可能新；一級(jí)緩存數(shù)據(jù)只能是二級(jí)緩存的子集；

2.實(shí)現(xiàn)
sync.map的優(yōu)勢(shì)是理想情況下以無(wú)鎖代替有鎖、提高性能，但存在擊穿后不得不加鎖的問(wèn)題，一旦擊穿進(jìn)入二級(jí)緩存，就要進(jìn)行鎖操作了，所以sync.map不太適用于寫多讀少以及頻繁創(chuàng)建新鍵的情況；因?yàn)橐紤]擊穿問(wèn)題，所以sync.map的實(shí)現(xiàn)也是圍繞擊穿考慮的。 2.1讀操作
讀操作比較簡(jiǎn)單，步驟是：
1)查看一級(jí)緩存中是否有key，有就返回對(duì)應(yīng)value；
2)如果沒(méi)有則進(jìn)入讀擊穿，加鎖后，在復(fù)看一級(jí)緩存中是否有key(復(fù)看是因?yàn)榇嬖诙?jí)緩存向一級(jí)緩存同步數(shù)據(jù)的情況)，有就返回對(duì)應(yīng)value；
3)如果沒(méi)有則看二級(jí)緩存中有沒(méi)有，有就返回對(duì)應(yīng)value，此時(shí)出現(xiàn)讀擊穿，會(huì)進(jìn)入讀擊穿保護(hù)機(jī)制——擊穿達(dá)到一定次數(shù)，會(huì)將二級(jí)緩存數(shù)據(jù)同步到一級(jí)緩存；
需要注意的是，在返回value時(shí)要檢測(cè)value的有效性，如果已經(jīng)廢棄(expunged狀態(tài))，則不用返回。
2.2寫操作
寫操作相對(duì)復(fù)雜，根據(jù)key是否存在的情況，可以分為create和update，步驟是：
1)查看一級(jí)緩存中是否有key，有就嘗試更新，之所以是嘗試是因?yàn)檫€要檢查數(shù)據(jù)是否已經(jīng)廢棄，如果已經(jīng)廢棄，即使key在一級(jí)緩存中存在，也是擊穿效果，因?yàn)槎?jí)緩存中沒(méi)有；
2)如果一級(jí)緩存操作失敗，加鎖后，在復(fù)看一級(jí)緩存，如果有key，則更新value，并檢測(cè)value是否為廢棄狀態(tài)，如果是，則將key、value寫入二級(jí)緩存；
3)如果一級(jí)緩存中一直沒(méi)有key，但二級(jí)緩存中有，則直接更新數(shù)據(jù)；
4)如果一級(jí)緩存和二級(jí)緩存都沒(méi)有key，則將key、value寫入二級(jí)緩存，此時(shí)會(huì)嘗試將一級(jí)緩存數(shù)據(jù)同步給二級(jí)緩存，用于刪除廢棄數(shù)據(jù)(將一級(jí)緩存中的刪除數(shù)據(jù)設(shè)置為expunged狀態(tài))，因?yàn)橹挥性撉闆r下，一級(jí)緩存數(shù)據(jù)可能是二級(jí)緩存數(shù)據(jù)的子集，所以當(dāng)插入全新的key時(shí)，才會(huì)嘗試更新緩存數(shù)據(jù)、移除廢棄數(shù)據(jù)；
2.3刪除操作
刪除采取的是延遲刪除操作，對(duì)于待刪除數(shù)據(jù)，其value先設(shè)置為nil，優(yōu)先從一級(jí)緩存刪除，如果一級(jí)緩存沒(méi)有，再去二級(jí)緩存中刪除。
2.4源碼
以1.14.4版本為例，處理源碼是：

func (m *Map) Load(key interface{}) (value interface{}, ok bool) { read, _ := m.read.Load().(readOnly) e, ok := read.m[key] // 一級(jí)緩存沒(méi)有查到key，加鎖、復(fù)查，amended用于判斷一級(jí)緩存和二級(jí)緩存是否一致 if !ok && read.amended { m.mu.Lock() read, _ = m.read.Load().(readOnly) e, ok = read.m[key] // 一級(jí)緩存還是沒(méi)有查到key，則擊穿進(jìn)入二級(jí)緩存 if !ok && read.amended { e, ok = m.dirty[key] m.missLocked() // 讀擊穿保護(hù)，根據(jù)擊穿次數(shù)決定是否要同步數(shù)據(jù) } m.mu.Unlock() } if !ok { return nil, false } return e.load()}func (m *Map) Store(key, value interface{}) { read, _ := m.read.Load().(readOnly) if e, ok := read.m[key]; ok && e.tryStore(&value) { return } m.mu.Lock() read, _ = m.read.Load().(readOnly) if e, ok := read.m[key]; ok { // 一級(jí)緩存中有key，則更新value，同時(shí)，還要查看value是否已經(jīng)廢棄，如果廢棄還要將數(shù)據(jù)寫入二級(jí)緩存，確保下次同步前，二級(jí)緩存數(shù)據(jù)的完整性，因?yàn)椴僮鞯蕉?jí)緩存，所以需要放在鎖操作下；這也是為什么tryStore只是嘗試存儲(chǔ) if e.unexpungeLocked() { m.dirty[key] = e } e.storeLocked(&value) } else if e, ok := m.dirty[key]; ok { e.storeLocked(&value) } else { // 對(duì)于key完全不存在的情況，嘗試數(shù)據(jù)同步，從一級(jí)緩存到二級(jí)緩存 if !read.amended { m.dirtyLocked() // 數(shù)據(jù)同步時(shí)，廢棄數(shù)據(jù)不會(huì)同步，廢棄數(shù)據(jù)會(huì)設(shè)置為expunged狀態(tài) m.read.Store(readOnly{m: read.m, amended: true}) } m.dirty[key] = newEntry(value) } m.mu.Unlock()}// Delete部分相對(duì)簡(jiǎn)單，主要是將value設(shè)置為nilfunc (m *Map) Delete(key interface{}) { read, _ := m.read.Load().(readOnly) e, ok := read.m[key] if !ok && read.amended { m.mu.Lock() read, _ = m.read.Load().(readOnly) e, ok = read.m[key] if !ok && read.amended { delete(m.dirty, key) } m.mu.Unlock() } if ok { e.delete() }}func (e *entry) delete() (hadValue bool) { for { p := atomic.LoadPointer(&e.p) if p == nil || p == expunged { return false } if atomic.CompareAndSwapPointer(&e.p, p, nil) { return true } }}

3.總結(jié)
sync.map是以無(wú)鎖操作一級(jí)緩存的方式支持并發(fā)、提高性能，而根據(jù)其實(shí)現(xiàn)可知，sync.map適用于讀多、更新多、新建少的場(chǎng)景(新建情況下，可能會(huì)帶來(lái)較大的開(kāi)銷，比如：讀擊穿、數(shù)據(jù)剛從二級(jí)緩存同步到一級(jí)緩存后，又要新建key，數(shù)據(jù)又要反向同步一次)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的go语言api源码中文版_Go语言学习——sync.map源码剖析的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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