Go运行时使用一张哈希表来实现抽象的map类型。运行时实现了map操作的所有功能，包括查找、插入、删除、遍历等。在编译阶段，Go编译器会将语法层面的map操作重写成运行时对应的函数调用。
数据结构
type hmap struct {
count int //当前map中的元素个数；对map类型变量运用len内置函数时，len函数返回的就是count这个值。
flags uint8 //当前map的状态
B uint8 //B的值是bucket数量的以2为底的对数，即2^B = bucket数量
noverflow uint16 //map中溢出桶的数
hash0 uint32 //是哈希的种子，它能为哈希函数的结果引入随机性，这个值在创建哈希表时确定，并在调用哈希函数时作为参数传入
buckets unsafe.Pointer //指向当前map对应的桶的指针
oldbuckets unsafe.Pointer //在map扩容阶段指向前一个bucket数组的指针。
nevacuate uintptr //在map扩容阶段充当扩容进度计数器。所有下标号小于nevacuate的bucket都已经完成了数据排空和迁移操作。
extra *mapextra //存储map中的溢出桶
}
type mapextra struct {
overflow *[]*bmap
oldoverflow *[]*bmap
nextOverflow *bmap
}
哈希表 runtime.hmap 的桶是 runtime.bmap。每一个 runtime.bmap 都能存储 8 个键值对，当哈希表中存储的数据过多，单个桶已经装满时就会使用
extra.nextOverflow 中桶存储溢出的数据。
桶的结构体 runtime.bmap 在 Go 语言源代码中的定义只包含一个简单的 tophash 字段，tophash 存储了键的哈希的高 8 位，通过比较不同键的哈希的高 8 位可以减少访问键值对次数以提高性能：
type bmap struct {
tophash [bucketCnt]uint8
}
在运行期间，runtime.bmap结构体其实不止包含 tophash 字段，因为哈希表中可能存储不同类型的键值对，所以键值对占据的内存空间大小只能在编译时进行推导。runtime.bmap 中的其他字段在运行时也都是通过计算内存地址的方式访问的，所以它的定义中就不包含这些字段
查找原理
Go语言选择将key与value分开存储而不是以key/value/key/value的形式存储，是为了在字节对齐时压缩空间。 在进行hash[key]的map访问操作时，会首先找到桶的位置，如下为伪代码：
hash = hashfunc(key)
index = hash % array_size
找到桶的位置后遍历tophash数组，如图所示，如果在数组中找到了相同的hash，那么可以接着通过指针的寻址操作找到对应的key与value。在map执行查找操作时，如果key的hash在指定桶的tophash数组中不存在，那么需要遍历溢出桶中的数据。
扩容原理
随着哈希表中元素的逐渐增加，哈希的性能会逐渐恶化，所以我们需要更多的桶和更大的内存保证哈希的读写性能。Go 运行时的 map 实现中引入了一个 LoadFactor（负载因子），当 count > LoadFactor * 2^B 或 overflow bucket 过多时，运行时会自动对 map 进行扩容。目前 Go LoadFactor 设置为 6.5。
如果是因为overflow bucket过多导致的“扩容”，实际上运行时会新建一个和现有规模一样的bucket数组，然后在进行assign和delete操作时进行排空和迁移；如果是因为当前数据数量超出LoadFactor指定的水位的情况，那么运行时会建立一个两倍于现有规模的bucket数组 ，但真正的排空和迁移工作也是在进行assign和delete操作时逐步进行的。原bucket数组会挂在hmap的oldbuckets指针下面，直到原buckets数组中所有数据都迁移到新数组，原buckets数组才会被释放。
参考资料
- 《Go 语言设计与实现》
- 《Go语言精进之路》
- 《Go语言底层原理剖析》
