大白话讲讲 Go 语言的 sync.Map（一）

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程序是枯燥乏味的。

在讲 sync.Map 之前，我们先说说什么是 map（映射）。

我们每个人都有身份证号码，如果我需要从身份证号码查到对应的姓名，用 map 存储是非常合适的。

map[000...001] = 张三
map[000...002] = 李四
...
map[999...993] = 钱五

身份证号码有 18 位，如果要知道 111...002 这个人叫什么名字，没有 map 我只能从 000...001 一个一个往下查找，效率是非常低的。

咦，那 map 不就是在查字典嘛？根据拼音、笔画、部首，可以查到某个字的具体含义！

没错！Go 语言中的 map 在 Python 语言称之为 dict（字典），意思是完全一样的。

再设想另一个场景，

如果 map 存储的是每个人银行卡里的余额（同一所银行），那就是这样子的形式（账本）：

map[张三] = 100.00
map[李四] = 600.00
map[钱五] = 800.00

某一天，李四要转账给张三和钱五，各 100 元，银行为了提高转账速度，安排了两名交易员同时处理。

交易员 A 和交易员 B 瞄了一眼账本，开始操作：

交易员 A：李四的余额是 600 元，张三的余额是 100 元，转账后李四的余额是 500 元，张三的余额是 200 元。

交易员 B：李四的余额是 600 元，钱五的余额是 800 元，转账后李四的余额是 500 元，钱五的余额是 900 元。

账本变成这个样子：

map[张三] = 200.00
map[李四] = 500.00
map[钱五] = 900.00

账本出问题了！银行凭空多出 100 元！

一个一个来不就完了？可是你别忘了，我们是为了提高转账速度，才这样做的。

在 Go 1.9 之前，大部分人还真的就是这么干的！

type Name        string
type Money       string
type AccountBook struct {
    lock sync.RWMutex
    m    map[Name]Money
}

sync.RWMutex 是一个读写锁，在写入数据的时候，阻止其他人写入、读取，让其他人处于等待的状态，直到操作完再释放锁。

本质上，上面的例子，就是读取到了脏数据，如果能等待交易员 A 把账本改完，交易员 B 再去操作，账本就不会乱了。

如果你不知道锁是什么，我再给你讲一个例子：

张三和李四两个人，需要打印不同的文档，

打印机只有一台，放在打印室里，打印室有钥匙，

钥匙只有一把，谁拿到打印室的钥匙，谁就能进去打印。

打印室的钥匙，就是锁。

张三拿了钥匙，进去打印室，打印完了，就出来后把钥匙给了李四，李四打印完了把钥匙还回打印室（真是有条不紊）。

我花费这么多笔墨说 map，也是真的希望，就算你不是程序员，不是 Go 语言后端工程师，也可以看懂我的文章。

不得不承认，把复杂琐碎的东西，讲通透、讲明白是一种本事。

教科书讲 if...else、switch、while (true) 、异常和捕获，

如果有下面的图片这么形象生动就好了：

看到图片的那一瞬间，真的把我逗乐了。

多么形象生动啊！

回头想想，大学的 C 语言课程是多少人的噩梦，老师都是照书念的，完全听不进去。

我也不感慨了，咱们还是回归正题。

刚刚讲了 map，接着往下讲 sync.Map，它用来解决什么问题？

我们知道 map + 锁的形式，还是有等待的现象出现，不符合我们提高转账速度的初衷。

而 sync.Map 有一个非常巧妙的抽象（entry 的 p 指向具体数据的位置）：

var m map[key]*entry

type entry struct {
    p unsafe.Pointer
}

还是看回上面的例子，做个小修改——原先的 map 是一个小账本，我们又做了一个大账本，原先的账本变成：

map[张三] = 记录在大账本第 6 页（翻开第 6 页，内容是：100.00）
map[李四] = 记录在大账本第 7 页（翻开第 7 页，内容是：600.00）
map[钱五] = 记录在大账本第 8 页（翻开第 8 页，内容是：800.00）

假设小账本 map 的张三、李四只能一个一个排队改，没办法做到同时修改，

而我们有了大账本，可以直接同时修改张三、李四纸上的内容（两页纸互不影响了）。

（真实的计算机世界确实如此，具体是怎么样的，留一个思考题，下一篇文章细细解答）

更通俗的讲，sync.Map 通过 entry 这个中间层的抽象，

把最开始整个小账本的冲突（影响所有人），降低到大账本上的某一页纸（只影响某个人），

用计算机术语讲，就是降低锁的粒度，从而提升性能！

另一方面，假设李四销户了，

我可以选择在第 7 页的纸上写，已销户（expunged），

// expunged is an arbitrary pointer that marks
// entries which have been deleted from the 
// dirty map.
var expunged = unsafe.Pointer(new(interface{}))

如果是以前，只能把小账本，李四那一张纸撕掉，

而撕掉小账本的某一页，也会影响所有人使用小账本，

如果下次要把撕掉的那一页放回去，也是非常麻烦，

在计算机的世界里，这是资源的分配和回收的问题，会严重影响程序运行效率。

写了一千七百字，直到现在只是冰山一角，sync.Map 的巧妙之处，远远不止 entry 的抽象。

今天先消化这么多，下一篇文章会更深层次一些，敬请期待！

文章来源于本人博客，发布于 2021-05-04，原文链接：https://imlht.com/archives/234/