Golang 并发编程中的 `sync.Map` 详解

在 Go 语言（Golang）的并发编程领域，处理共享资源时的线程安全是一个重要议题。传统的做法是使用互斥锁（如 sync.Mutex）来保护共享的数据结构，但这种方式在高频读写场景下可能会成为性能瓶颈。为此，Go 语言标准库在 1.9 版本中引入了 sync.Map，它专为并发环境设计，能够在不牺牲太多性能的前提下，提供线程安全的 map 操作。

为什么需要 `sync.Map`？

在 Go 中，直接使用 map 是不安全的，如果多个 goroutine 同时读写同一个 map，可能会导致运行时 panic。虽然可以使用 sync.Mutex 或 sync.RWMutex 来保护 map，但这在极端并发场景下可能会降低性能，因为互斥锁会阻塞等待锁的 goroutine。而 sync.Map 采用了更加精细的锁控制策略，针对读写操作进行了优化，以减少锁的竞争。

`sync.Map` 的基本使用

sync.Map 提供了以下几个关键方法：

Store(key, value interface{})：存储键值对。如果 key 已存在，它会更新对应的值。
Load(key interface{}) (value, bool)：根据 key 加载值。如果 key 存在，返回对应的值和 true；否则返回值的零值和 false。
LoadOrStore(key, value interface{}) (actual, loaded bool)：尝试加载 key 对应的值，如果不存在，则存储键值对。返回实际的值和一个布尔值，指示值是否已加载（而非新存储的）。
Delete(key interface{})：删除键值对。
Range(f func(key, value interface{}) bool)：遍历 sync.Map 中的所有元素。如果 f 返回 false，则遍历会提前结束。

示例代码

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

func main() {
    var m sync.Map

    // 存储键值对
    m.Store("foo", "bar")

    // 加载并打印值
    if val, ok := m.Load("foo"); ok {
        fmt.Println(val) // 输出: bar
    }

    // 尝试加载或存储
    if actual, loaded := m.LoadOrStore("foo", "baz"); loaded {
        fmt.Println("Loaded:", actual) // 输出: Loaded: bar
    } else {
        fmt.Println("Stored:", actual)
    }

    // 删除键值对
    m.Delete("foo")

    // 遍历
    m.Store("one", 1)
    m.Store("two", 2)
    m.Range(func(key, value interface{}) bool {
        fmt.Println(key, value)
        return true // 继续遍历
    })
}

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
)

func main() {
	var scene sync.Map
	// 将键值对保存到sync.Map
	scene.Store("greece", 97)
	scene.Store("london", 100)
	scene.Store("egypt", 200)
	// 从sync.Map中根据键取值
	fmt.Println(scene.Load("london"))
	// 根据键删除对应的键值对
	scene.Delete("london")
	// 遍历所有sync.Map中的键值对
	scene.Range(func(k, v interface{}) bool {
		fmt.Println("iterate:", k, v)
		return true
	})
}

`sync.Map` 的适用场景

高并发读写：当多个 goroutine 需要频繁读写同一个 map，且对性能要求较高时。
动态数据集：当数据集大小未知或可能频繁变化时，sync.Map 的动态扩容和缩容机制比手动管理锁更加高效。
读多写少：虽然 sync.Map 对读写都进行了优化，但在读远多于写的场景下表现更佳。

注意事项

sync.Map 的性能可能不如直接使用 map 加锁，特别是在低并发或数据量不大的情况下。
sync.Map 不支持迭代器的 next 方法，即一旦开始迭代，无法从某个特定点继续迭代。
在迭代过程中，sync.Map 允许并发修改，但迭代函数需要能够处理这种并发性，或者确保在迭代期间不修改 map。

以上就是sync.Map的用法。

go快速上手:并发编程之sync.Map

Golang 并发编程中的 sync.Map 详解

为什么需要 sync.Map？

sync.Map 的基本使用