golang 中 map 的数据结构是什么?是怎么实现扩容?
当 map 中元素个数越来越多时,数组需要扩容来提供更多的桶,以减少哈希冲突。在扩容时,golang 会创建一个新的数组,将原来的元素逐一重新计算哈希值并插入新的桶中。这个过程可能会比较耗时,因此 golang 在实现中使用了分步扩容的方法,即只会在插入新元素时检查是否需要扩容,而不是一次性将整个 map 进行扩容。同时也使用了指数级增长的方式来调整扩容的大小,以提高效率。
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golang 中 map 的数据结构是什么?是怎么实现扩容?
<p><span style="color: rgb(18, 18, 18);">golang 中 map 是一个 kv 对集合。底层使用 hash table,用链表来解决冲突 ,出现冲突时,不是每一个 key 都申请一个结构通过链表串起来,而是以 bmap 为最小粒度挂载,一个 bmap 可以放 8 个 kv。在哈希函数的选择上,会在程序启动时,检测 cpu 是否支持 aes,如果支持,则使用 aes hash,否则使用 memhash。每个 map 的底层结构是 hmap,是有若干个结构为 bmap 的 bucket 组成的数组。每个 bucket 底层都采用链表结构。</span></p><p><br></p><p><strong style="color: rgb(18, 18, 18);">hmap 的结构如下:</strong></p><pre class="ql-syntax" spellcheck="false">type hmap struct { count int // 元素个数 flags uint8 B uint8 // 扩容常量相关字段B是buckets数组的长度的对数 2^B noverflow uint16 // 溢出的bucket个数 hash0 uint32 // hash seed buckets unsafe.Pointer // buckets 数组指针 oldbuckets unsafe.Pointer // 结构扩容的时候用于赋值的buckets数组 nevacuate uintptr // 搬迁进度 extra *mapextra // 用于扩容的指针 } </pre><p><br></p><p class="ql-align-justify"><strong style="color: rgb(18, 18, 18);">map 的容量大小</strong></p><p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(18, 18, 18);">底层调用 makemap 函数,计算得到合适的 B,map 容量最多可容纳 6.52^B 个元素,6.5 为装载因子阈值常量。装载因子的计算公式是:装载因子=填入表中的元素个数/散列表的长度,装载因子越大,说明空闲位置越少,冲突越多,散列表的性能会下降。底层调用 makemap 函数,计算得到合适的 B,map 容量最多可容纳 6.52^B 个元素,6.5 为装载因子阈值常量。装载因子的计算公式是:装载因子=填入表中的元素个数/散列表的长度,装载因子越大,说明空闲位置越少,冲突越多,散列表的性能会下降。</span></p><p class="ql-align-justify"><strong style="color: rgb(18, 18, 18);">触发 map 扩容的条件</strong></p><p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(18, 18, 18);">1)装载因子超过阈值,源码里定义的阈值是 6.5。</span></p><p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(18, 18, 18);">2)overflow 的 bucket 数量过多 map 的 bucket 定位和 key 的定位高八位用于定位 bucket,低八位用于定位 key,快速试错后再进行完整对比</span></p><p><br></p><p><br></p>
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