Golang map实现原理深入分析

type hmap struct {
   // map中存入元素的个数， golang中调用len(map)的时候直接返回该字段
   count     int
   // 状态标记位，通过与定义的枚举值进行&操作可以判断当前是否处于这种状态
   flags     uint8
   B         uint8  // 2^B 表示bucket的数量， B 表示取hash后多少位来做bucket的分组
   noverflow uint16 // overflow bucket 的数量的近似数
   hash0     uint32 // hash seed （hash 种子） 一般是一个素数
   buckets    unsafe.Pointer // 共有2^B个 bucket ，但是如果没有元素存入，这个字段可能为nil
   oldbuckets unsafe.Pointer // 在扩容期间，将旧的bucket数组放在这里， 新buckets会是这个的两倍大
   nevacuate  uintptr        // 表示已经完成扩容迁移的bucket的指针， 地址小于当前指针的bucket已经迁移完成
   extra *mapextra // optional fields
}

// A bucket for a Go map.
type bmap struct {
   tophash [bucketCnt]uint8
}

type bmap struct {
    topbits  [8]uint8
    keys     [8]keytype
    values   [8]valuetype
    pad      uintptr        // 内存对齐使用，可能不需要
    overflow uintptr        // 当bucket 的8个key 存满了之后
}

func mapaccess2(t *maptype, h *hmap, key unsafe.Pointer) (unsafe.Pointer, bool) {
    // map 为空，或者元素数为 0，直接返回未找到
    if h == nil || h.count == 0 {
        return unsafe.Pointer(&zeroVal[0]), false
    }
    // 不支持并发读写
    if h.flags&hashWriting != 0 {
        throw("concurrent map read and map write")
    }
    // 根据hash 函数算出hash值，注意key的类型不同可能使用的hash函数也不同
    hash := t.hasher(key, uintptr(h.hash0))
    // 如果 B = 5，那么结果用二进制表示就是 11111 ， 返回的是B位全1的值
    m := bucketMask(h.B)
    // 根据hash的后B位，定位在bucket数组中的位置
    b := (*bmap)(unsafe.Pointer(uintptr(h.buckets) + (hash&m)*uintptr(t.bucketsize)))
    // 当 h.oldbuckets 非空时，说明 map 发生了扩容
    // 这时候，新的 buckets 里可能还没有老的内容
    // 所以一定要在老的里面找，否则有可能发生“消失”的诡异现象
    if c := h.oldbuckets; c != nil {
        if !h.sameSizeGrow() {
            // 说明之前只有一半的 bucket，需要除 2
            m >>= 1
        }
        oldb := (*bmap)(unsafe.Pointer(uintptr(c) + (hash&m)*uintptr(t.bucketsize)))
        if !evacuated(oldb) {
            b = oldb
        }
    }
    // tophash 取其高 8bit 的值
    top := tophash(hash)
    // 一个 bucket 在存储满 8 个元素后，就再也放不下了，这时候会创建新的 bucket，挂在原来的 bucket 的 overflow 指针成员上
    // 遍历当前bucket的所有链式bucket
    for ; b != nil; b = b.overflow(t) {
        // 在bucket的8个位置上查询
        for i := uintptr(0); i < bucketCnt; i++ {
            // 如果找到了相等的 tophash，那说明就是这个 bucket 了
            if b.tophash[i] != top {
                continue
            }
            // 根据内存结构定位key的位置
            k := add(unsafe.Pointer(b), dataOffset+i*uintptr(t.keysize))
            if t.indirectkey {
                k = *((*unsafe.Pointer)(k))
            }
            // 校验找到的key是否匹配
            if t.key.equal(key, k) {
                // 定位v的位置
                v := add(unsafe.Pointer(b), dataOffset+bucketCnt*uintptr(t.keysize)+i*uintptr(t.valuesize))
                if t.indirectvalue {
                    v = *((*unsafe.Pointer)(v))
                }
                return v, true
            }
        }
    }
    // 所有 bucket 都没有找到，返回零值和 false
    return unsafe.Pointer(&zeroVal[0]), false
}

objMap := make(map[string]int)
for i := 0; i < 5; i++ {
   objMap[strconv.Itoa(i)] = i
}
for i := 0 ; i < 5; i ++ {
   var valStr1, valStr2 string
   for k, v := range objMap {
      fmt.Println(k)
      fmt.Println(v)
      valStr1 += k
   }
   for k, v := range objMap {
      fmt.Println(k)
      fmt.Println(v)
      valStr2 += k
   }
   fmt.Println(valStr1 == valStr2)
   if valStr1 != valStr2 {
      fmt.Println("not equal")
   }
}
fmt.Println("end")

// 不支持并发读写
    if h.flags&hashWriting != 0 {
        throw("concurrent map read and map write")
    }