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golang hashmap的使用及實現(xiàn)

由于go語言是一個強類型的語言,因此hashmap也是有類型的,具體體現(xiàn)在key和value都必須指定類型,比如聲明一個key為string,value也是string的map,

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需要這樣做

大部分類型都能做key,某些類型是不能的,共同的特點是: 不能使用== 來比較,包括: slice, map, function

在迭代的過程中是可以對map進行刪除和更新操作的,規(guī)則如下:

golang的map是hash結(jié)構(gòu)的,意味著平均訪問時間是O(1)的。同傳統(tǒng)的hashmap一樣,由一個個bucket組成:

那我們怎么訪問到對應(yīng)的bucket呢,我們需要得到對應(yīng)key的hash值

各個參數(shù)的意思:

目前采用的是這一行:

| 6.50 | 20.90 | 10.79 | 4.25 | 6.50 |

Go語言——sync.Map詳解

sync.Map是1.9才推薦的并發(fā)安全的map,除了互斥量以外,還運用了原子操作,所以在這之前,有必要了解下 Go語言——原子操作

go1.10\src\sync\map.go

entry分為三種情況:

從read中讀取key,如果key存在就tryStore。

注意這里開始需要加鎖,因為需要操作dirty。

條目在read中,首先取消標(biāo)記,然后將條目保存到dirty里。(因為標(biāo)記的數(shù)據(jù)不在dirty里)

最后原子保存value到條目里面,這里注意read和dirty都有條目。

總結(jié)一下Store:

這里可以看到dirty保存了數(shù)據(jù)的修改,除非可以直接原子更新read,繼續(xù)保持read clean。

有了之前的經(jīng)驗,可以猜測下load流程:

與猜測的 區(qū)別 :

由于數(shù)據(jù)保存兩份,所以刪除考慮:

先看第二種情況。加鎖直接刪除dirty數(shù)據(jù)。思考下貌似沒什么問題,本身就是臟數(shù)據(jù)。

第一種和第三種情況唯一的區(qū)別就是條目是否被標(biāo)記。標(biāo)記代表刪除,所以直接返回。否則CAS操作置為nil。這里總感覺少點什么,因為條目其實還是存在的,雖然指針nil。

看了一圈貌似沒找到標(biāo)記的邏輯,因為刪除只是將他變成nil。

之前以為這個邏輯就是簡單的將為標(biāo)記的條目拷貝給dirty,現(xiàn)在看來大有文章。

p == nil,說明條目已經(jīng)被delete了,CAS將他置為標(biāo)記刪除。然后這個條目就不會保存在dirty里面。

這里其實就跟miss邏輯串起來了,因為miss達(dá)到閾值之后,dirty會全量變成read,也就是說標(biāo)記刪除在這一步最終刪除。這個還是很巧妙的。

真正的刪除邏輯:

很繞。。。。

goland map底層原理

map 是Go語言中基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),在日常的使用中經(jīng)常被用到。但是它底層是如何實現(xiàn)的呢?

總體來說golang的map是hashmap,是使用數(shù)組+鏈表的形式實現(xiàn)的,使用拉鏈法消除hash沖突。

golang的map由兩種重要的結(jié)構(gòu),hmap和bmap(下文中都有解釋),主要就是hmap中包含一個指向bmap數(shù)組的指針,key經(jīng)過hash函數(shù)之后得到一個數(shù),這個數(shù)低位用于選擇bmap(當(dāng)作bmap數(shù)組指針的下表),高位用于放在bmap的[8]uint8數(shù)組中,用于快速試錯。然后一個bmap可以指向下一個bmap(拉鏈)。

Golang中map的底層實現(xiàn)是一個散列表,因此實現(xiàn)map的過程實際上就是實現(xiàn)散表的過程。在這個散列表中,主要出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)體有兩個,一個叫 hmap (a header for a go map),一個叫 bmap (a bucket for a Go map,通常叫其bucket)。這兩種結(jié)構(gòu)的樣子分別如下所示:

hmap :

圖中有很多字段,但是便于理解map的架構(gòu),你只需要關(guān)心的只有一個,就是標(biāo)紅的字段: buckets數(shù)組 。Golang的map中用于存儲的結(jié)構(gòu)是bucket數(shù)組。而bucket(即bmap)的結(jié)構(gòu)是怎樣的呢?

bucket :

相比于hmap,bucket的結(jié)構(gòu)顯得簡單一些,標(biāo)紅的字段依然是“核心”,我們使用的map中的key和value就存儲在這里。“高位哈希值”數(shù)組記錄的是當(dāng)前bucket中key相關(guān)的“索引”,稍后會詳細(xì)敘述。還有一個字段是一個指向擴容后的bucket的指針,使得bucket會形成一個鏈表結(jié)構(gòu)。例如下圖:

由此看出hmap和bucket的關(guān)系是這樣的:

而bucket又是一個鏈表,所以,整體的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是這樣的:

哈希表的特點是會有一個哈希函數(shù),對你傳來的key進行哈希運算,得到唯一的值,一般情況下都是一個數(shù)值。Golang的map中也有這么一個哈希函數(shù),也會算出唯一的值,對于這個值的使用,Golang也是很有意思。

Golang把求得的值按照用途一分為二:高位和低位。

如圖所示,藍(lán)色為高位,紅色為低位。 然后低位用于尋找當(dāng)前key屬于hmap中的哪個bucket,而高位用于尋找bucket中的哪個key。上文中提到:bucket中有個屬性字段是“高位哈希值”數(shù)組,這里存的就是藍(lán)色的高位值,用來聲明當(dāng)前bucket中有哪些“key”,便于搜索查找。 需要特別指出的一點是:我們map中的key/value值都是存到同一個數(shù)組中的。數(shù)組中的順序是這樣的:

并不是key0/value0/key1/value1的形式,這樣做的好處是:在key和value的長度不同的時候,可 以消除padding(內(nèi)存對齊)帶來的空間浪費 。

現(xiàn)在,我們可以得到Go語言map的整個的結(jié)構(gòu)圖了:(hash結(jié)果的低位用于選擇把KV放在bmap數(shù)組中的哪一個bmap中,高位用于key的快速預(yù)覽,用于快速試錯)

map的擴容

當(dāng)以上的哈希表增長的時候,Go語言會將bucket數(shù)組的數(shù)量擴充一倍,產(chǎn)生一個新的bucket數(shù)組,并將舊數(shù)組的數(shù)據(jù)遷移至新數(shù)組。

加載因子

判斷擴充的條件,就是哈希表中的加載因子(即loadFactor)。

加載因子是一個閾值,一般表示為:散列包含的元素數(shù) 除以 位置總數(shù)。是一種“產(chǎn)生沖突機會”和“空間使用”的平衡與折中:加載因子越小,說明空間空置率高,空間使用率小,但是加載因子越大,說明空間利用率上去了,但是“產(chǎn)生沖突機會”高了。

每種哈希表的都會有一個加載因子,數(shù)值超過加載因子就會為哈希表擴容。

Golang的map的加載因子的公式是:map長度 / 2^B(這是代表bmap數(shù)組的長度,B是取的低位的位數(shù))閾值是6.5。其中B可以理解為已擴容的次數(shù)。

當(dāng)Go的map長度增長到大于加載因子所需的map長度時,Go語言就會將產(chǎn)生一個新的bucket數(shù)組,然后把舊的bucket數(shù)組移到一個屬性字段oldbucket中。注意:并不是立刻把舊的數(shù)組中的元素轉(zhuǎn)義到新的bucket當(dāng)中,而是,只有當(dāng)訪問到具體的某個bucket的時候,會把bucket中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到新的bucket中。

如下圖所示:當(dāng)擴容的時候,Go的map結(jié)構(gòu)體中,會保存舊的數(shù)據(jù),和新生成的數(shù)組

上面部分代表舊的有數(shù)據(jù)的bucket,下面部分代表新生成的新的bucket。藍(lán)色代表存有數(shù)據(jù)的bucket,橘黃色代表空的bucket。

擴容時map并不會立即把新數(shù)據(jù)做遷移,而是當(dāng)訪問原來舊bucket的數(shù)據(jù)的時候,才把舊數(shù)據(jù)做遷移,如下圖:

注意:這里并不會直接刪除舊的bucket,而是把原來的引用去掉,利用GC清除內(nèi)存。

map中數(shù)據(jù)的刪除

如果理解了map的整體結(jié)構(gòu),那么查找、更新、刪除的基本步驟應(yīng)該都很清楚了。這里不再贅述。

值得注意的是,找到了map中的數(shù)據(jù)之后,針對key和value分別做如下操作:

1

2

3

4

1、如果``key``是一個指針類型的,則直接將其置為空,等待GC清除;

2、如果是值類型的,則清除相關(guān)內(nèi)存。

3、同理,對``value``做相同的操作。

4、最后把key對應(yīng)的高位值對應(yīng)的數(shù)組index置為空。

Go語言map是怎么比較key是否存在的

支持==!=操作做key實際function、map、slice三kind支持作key能nil比較能另值比較布爾、整型、浮點、復(fù)數(shù)、字符串、指針、channel等都做key struct能能做key要看每字段所字段都做keystruct字段能做keystruct能做keyarray元素類型能做keyarray 例: type Foo map[struct { B bool I int F float64 C complex128 S string P *Foo Ch chan Foo }]bool 每字段都做keyFoo做key再: type Foo map[struct { Fn func() Foo M map[*Foo]int S []Foo }]bool 字段能做key、Foo允許做key三字段都能 字段遞歸檢查: type Foo map[struct { Sub struct { M map[*Foo]bool } }]bool SubM字段能做keySub能做keyFoo能做key 總想數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于mapkey能包含function、mapslic

go語言怎樣處理 map 的值

// 先聲明map

var m1 map[string]string

// 再使用make函數(shù)創(chuàng)建一個非nil的map,nil map不能賦值

m1 = make(map[string]string)

// 最后給已聲明的map賦值

m1["a"] = "aa"

m1["b"] = "bb"

// 直接創(chuàng)建

m2 := make(map[string]string)

// 然后賦值

m2["a"] = "aa"

m2["b"] = "bb"

// 初始化 + 賦值一體化

m3 := map[string]string{

"a": "aa",

"b": "bb",

}

望采納。。

// ==========================================

// 查找鍵值是否存在

if v, ok := m1["a"]; ok {

fmt.Println(v)

} else {

fmt.Println("Key Not Found")

}

// 遍歷map

for k, v := range m1 {

fmt.Println(k, v)

}

本文題目:go語言map檢索 go語言 map
分享路徑:http://muchs.cn/article24/doscoce.html

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