Map底层原理
在Go语言中，map是内置的关联数组类型，它可以被视为一个键值对的集合。每个元素都是一个键值对，键必须是支持相等性比较的数据类型，值可以是任意类型。map是无序的，它不具有显式的索引，但可以通过键来快速查找和访问元素。
map的底层实现使用了哈希表，也就是哈希数组结构。当你创建一个map时，Go会分配一个哈希表来存储键值对。当你添加元素到map中时，会对键进行哈希计算，得到一个位置，然后将键值对存储在这个位置上。如果两个键通过哈希计算得到相同的位置，它们之间会形成一个链表
Map设计原理
1.hash值的使用
通过哈希函数，key可以得到一个唯一值，map将这个唯一值，分成高8位和低8位，分别有不同的用途
- 低8位：用于寻找当前key属于哪个bucket
- 高8位：用于寻找当前key在bucket中的位置，bucket有个tohash字段，便是存储的高8位的值，用来声明当前bucket中有哪些key，这样搜索查找时就不用遍历bucket中的每个key，只要先看看tohash数组值即可，提高搜索查找效率
map其使用的hash算法会根据硬件选择，比如如果cpu是否支持aes，那么采用aes哈希，并且将hash值映射到bucket时，会采用位运算来规避mod的开销
2.桶的细节设计
bmap结构，即桶，是map中最重要的底层实现之一，其设计要点如下：
- 桶是map中最小的挂载粒度：map中不是每一个key都申请一个结构通过链表串联，而是每8个kv键值对存放在一个桶中，然后桶再通以链表的形式串联起来，这样做的原因就是减少对象的数量，减轻gc的负担。
- 桶串联实现拉链法：当某个桶数量满了，会申请一个新桶，挂在这个桶后面形成链表，新桶优先使用预分配的桶。
- 哈希高8位优化桶查找key : 将key哈希值的高8位存储在桶的tohash数组中，这样查找时不用比较完整的key就能过滤掉不符合要求的key，tohash中的值相等，再去比较key值
- 桶中key/value分开存放 ： 桶中所有的key存一起，所有的value存一起，目的是为了方便内存对齐
- 根据k/v大小存储不同值 ： 当k或v大于128字节时，其存储的字段为指针，指向k或v的实际内容，小于等于128字节，其存储的字段为原值
- 桶的搬迁状态 ： 可以根据tohash字段的值，是否小于minTopHash，来表示桶是否处于搬迁状态
3.map的扩容与搬迁策略
map底层扩容策略如下：
- map的扩容策略是新分配一个更大的数组，然后在插入和删除key的时候，将对应桶中的数据迁移到新分配的桶中去
map的搬迁策略如下：
- 由于map扩容需要将原有的kv键值对搬迁到新的内存地址，直接一下子全部搬完会非常的影响性能
- 采用渐进式的搬迁策略，将搬迁的O(N)开销均摊到O(1)的赋值和删除操作上
以下两种情况时，会进行扩容：
- 当装载因子超过6.5时，扩容一倍，属于增量扩容
- 当使用的溢出桶过多时间，重新分配一样大的内存空间，属于等量扩容，实际上没有扩容，主要是为了回收空闲的溢出桶
装载因子等于 map中元素的个数 / map的容量，即len(map) / 2^B
- 装载因子用来表示空闲位置的情况，装载因子越大，表明空闲位置越少，冲突也越多
- 随着装载因子的增大，哈希表线性探测的平均用时就会增加，这会影响哈希表的性能，当装载因子大于70%，哈希表的性能就会急剧下降，当装载因子达到100%，整个哈希表就会完全失效，这个时候，查找和插入任意元素的复杂度都是O(N),因为需要遍历所有元素.
