Go语言map并发安全使用的正确姿势

发布日期: 2024-07-11

文章字数: 813

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在并发编程的世界里，map 的使用随处可见。然而，当多个 goroutine 同时读写 map 时，如果不加以控制，很容易导致程序崩溃。

在 Go 语言中，我们通常有几种方法来保证对 map 的并发安全访问。今天，我将带大家详细了解如何在 Go 语言中安全地使用 map。

为什么需要并发安全的 map？

在 Go 的并发模型中，goroutine 是轻量级的线程，我们可以轻松地创建成千上万的 goroutine。但是，当这些 goroutine 尝试同时访问和修改同一个 map 时，由于 map 本身不是并发安全的，这就可能导致数据竞态，进而影响数据的完整性与程序的稳定性。

使用互斥锁（Mutex）保护 map

最简单且暴力的方式就是，直接使用互斥锁（sync.Mutex）来保证在同一时间只有一个 goroutine 能够访问 map。

来看看如何实现：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

// 定义一个并发安全的 map
type SafeMap struct {
    mu sync.Mutex
    m  map[string]int
}

// 创建一个新的并发安全的 map
func NewSafeMap() *SafeMap {
    return &SafeMap{
        m: make(map[string]int),
    }
}

// 设置键值对，加锁保护
func (s *SafeMap) Set(key string, value int) {
    s.mu.Lock()
    defer s.mu.Unlock()
    s.m[key] = value
}

// 根据键获取值，加锁保护
func (s *SafeMap) Get(key string) (int, bool) {
    s.mu.Lock()
    defer s.mu.Unlock()
    val, ok := s.m[key]
    return val, ok
}

func main() {
    sm := NewSafeMap()
    // 设置值
    sm.Set("hello", 42)
    // 获取值
    if val, ok := sm.Get("hello"); ok {
        fmt.Println("Value:", val)
    }
}

通过定义一个结构体来组合 sync.Mutex 和 map，我们可以确保每次访问或修改 map 时都会通过互斥锁进行同步，从而保证并发安全。

使用 sync.Map

从 Go 1.9 开始，标准库提供了 sync.Map，专门用来处理并发环境下的 map 操作。

sync.Map 内置了所有必要的并发安全保护，适合在多个 goroutine 间共享和修改 map 数据的场景。它提供了如下几个主要方法：Load、Store、Delete 和 Range。

以下是使用 sync.Map 的示例：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

func main() {
    var m sync.Map
    
    // 存储键值对
    m.Store("key1", "value1")
    
    // 从 map 中获取值
    value, ok := m.Load("key1")
    if ok {
        fmt.Printf("Found value: %s\n", value)
    }
    
    // 删除键
    m.Delete("key1")
    
    // 使用 Range 遍历 map
    m.Range(func(key, value interface{}) bool {
        fmt.Printf("%v: %v\n", key, value)
        return true // 继续迭代
    })
}