彻底理解Golang Map
本文目录如下，阅读本文后，将一网打尽下面Golang Map相关面试题
Go中的map是一个指针，占用8个字节，指向hmap结构体; 源码 src/runtime/map.go 中可以看到map的底层结构
每个map的底层结构是hmap，hmap包含若干个结构为bmap的bucket数组。每个bucket底层都采用链表结构。接下来，我们来详细看下map的结构
bmap 就是我们常说的“桶”，一个桶里面会最多装 8 个 key，这些 key 之所以会落入同一个桶，是因为它们经过哈希计算后，哈希结果是“一类”的，关于key的定位我们在map的查询和插入中详细说明。在桶内，又会根据 key 计算出来的 hash 值的高 8 位来决定 key 到底落入桶内的哪个位置（一个桶内最多有8个位置)。
bucket内存数据结构可视化如下：
注意到 key 和 value 是各自放在一起的，并不是 key/value/key/value/... 这样的形式。源码里说明这样的好处是在某些情况下可以省略掉 padding字段，节省内存空间。
当 map 的 key 和 value 都不是指针，并且 size 都小于 128 字节的情况下，会把 bmap 标记为不含指针，这样可以避免 gc 时扫描整个 hmap。但是，我们看 bmap 其实有一个 overflow 的字段，是指针类型的，破坏了 bmap 不含指针的设想，这时会把 overflow 移动到 extra 字段来。
map是个指针，底层指向hmap，所以是个引用类型
golang 有三个常用的高级类型 slice 、map、channel, 它们都是 引用类型 ，当引用类型作为函数参数时，可能会修改原内容数据。
golang 中没有引用传递，只有值和指针传递。所以 map 作为函数实参传递时本质上也是值传递，只不过因为 map 底层数据结构是通过指针指向实际的元素存储空间，在被调函数中修改 map，对调用者同样可见，所以 map 作为函数实参传递时表现出了引用传递的效果。
因此，传递 map 时，如果想修改map的内容而不是map本身，函数形参无需使用指针
map 底层数据结构是通过指针指向实际的元素 存储空间 ，这种情况下，对其中一个map的更改，会影响到其他map
map 在没有被修改的情况下，使用 range 多次遍历 map 时输出的 key 和 value 的顺序可能不同。这是 Go 语言的设计者们有意为之，在每次 range 时的顺序被随机化，旨在提示开发者们，Go 底层实现并不保证 map 遍历顺序稳定，请大家不要依赖 range 遍历结果顺序。
map 本身是无序的，且遍历时顺序还会被随机化，如果想顺序遍历 map，需要对 map key 先排序，再按照 key 的顺序遍历 map。
map默认是并发不安全的，原因如下：
Go 官方在经过了长时间的讨论后，认为 Go map 更应适配典型使用场景（不需要从多个 goroutine 中进行安全访问），而不是为了小部分情况（并发访问），导致大部分程序付出加锁代价（性能），决定了不支持。
场景: 2个协程同时读和写，以下程序会出现致命错误：fatal error: concurrent map writes
如果想实现map线程安全，有两种方式：
方式一：使用读写锁 map + sync.RWMutex
方式二：使用golang提供的 sync.Map
sync.map是用读写分离实现的，其思想是空间换时间。和map+RWLock的实现方式相比，它做了一些优化：可以无锁访问read map，而且会优先操作read map，倘若只操作read map就可以满足要求(增删改查遍历)，那就不用去操作write map(它的读写都要加锁)，所以在某些特定场景中它发生锁竞争的频率会远远小于map+RWLock的实现方式。
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。
map有3钟初始化方式，一般通过make方式创建
map的创建通过生成汇编码可以知道，make创建map时调用的底层函数是 runtime.makemap 。如果你的map初始容量小于等于8会发现走的是 runtime.fastrand 是因为容量小于8时不需要生成多个桶，一个桶的容量就可以满足
makemap函数会通过 fastrand 创建一个随机的哈希种子，然后根据传入的 hint 计算出需要的最小需要的桶的数量，最后再使用 makeBucketArray 创建用于保存桶的数组，这个方法其实就是根据传入的 B 计算出的需要创建的桶数量在内存中分配一片连续的空间用于存储数据，在创建桶的过程中还会额外创建一些用于保存溢出数据的桶，数量是 2^(B-4) 个。初始化完成返回hmap指针。
找到一个 B，使得 map 的装载因子在正常范围内
Go 语言中读取 map 有两种语法：带 comma 和 不带 comma。当要查询的 key 不在 map 里，带 comma 的用法会返回一个 bool 型变量提示 key 是否在 map 中；而不带 comma 的语句则会返回一个 value 类型的零值。如果 value 是 int 型就会返回 0，如果 value 是 string 类型，就会返回空字符串。
map的查找通过生成汇编码可以知道，根据 key 的不同类型，编译器会将查找函数用更具体的函数替换，以优化效率：
函数首先会检查 map 的标志位 flags。如果 flags 的写标志位此时被置 1 了，说明有其他协程在执行“写”操作，进而导致程序 panic。这也说明了 map 对协程是不安全的。
key经过哈希函数计算后，得到的哈希值如下（主流64位机下共 64 个 bit 位）：
m: 桶的个数
从buckets 通过 hash m 得到对应的bucket，如果bucket正在扩容，并且没有扩容完成，则从oldbuckets得到对应的bucket
计算hash所在桶编号：
用上一步哈希值最后的 5 个 bit 位，也就是 01010 ，值为 10，也就是 10 号桶（范围是0~31号桶）
计算hash所在的槽位:
用上一步哈希值哈希值的高8个bit 位，也就是 10010111 ，转化为十进制，也就是151，在 10 号 bucket 中寻找** tophash 值（HOB hash）为 151* 的 槽位**，即为key所在位置，找到了 2 号槽位，这样整个查找过程就结束了。
如果在 bucket 中没找到，并且 overflow 不为空，还要继续去 overflow bucket 中寻找，直到找到或是所有的 key 槽位都找遍了，包括所有的 overflow bucket。
通过上面找到了对应的槽位，这里我们再详细分析下key/value值是如何获取的：
bucket 里 key 的起始地址就是 unsafe.Pointer(b)+dataOffset。第 i 个 key 的地址就要在此基础上跨过 i 个 key 的大小；而我们又知道，value 的地址是在所有 key 之后，因此第 i 个 value 的地址还需要加上所有 key 的偏移。
通过汇编语言可以看到，向 map 中插入或者修改 key，最终调用的是 mapassign 函数。
实际上插入或修改 key 的语法是一样的，只不过前者操作的 key 在 map 中不存在，而后者操作的 key 存在 map 中。
mapassign 有一个系列的函数，根据 key 类型的不同，编译器会将其优化为相应的“快速函数”。
我们只用研究最一般的赋值函数 mapassign 。
map的赋值会附带着map的扩容和迁移，map的扩容只是将底层数组扩大了一倍，并没有进行数据的转移，数据的转移是在扩容后逐步进行的，在迁移的过程中每进行一次赋值（access或者delete）会至少做一次迁移工作。
1.判断map是否为nil
每一次进行赋值/删除操作时，只要oldbuckets != nil 则认为正在扩容，会做一次迁移工作，下面会详细说下迁移过程
根据上面查找过程，查找key所在位置，如果找到则更新，没找到则找空位插入即可
经过前面迭代寻找动作，若没有找到可插入的位置，意味着需要扩容进行插入，下面会详细说下扩容过程
通过汇编语言可以看到，向 map 中删除 key，最终调用的是 mapdelete 函数
删除的逻辑相对比较简单，大多函数在赋值操作中已经用到过，核心还是找到 key 的具体位置。寻找过程都是类似的，在 bucket 中挨个 cell 寻找。找到对应位置后，对 key 或者 value 进行“清零”操作，将 count 值减 1，将对应位置的 tophash 值置成 Empty
再来说触发 map 扩容的时机：在向 map 插入新 key 的时候，会进行条件检测，符合下面这 2 个条件，就会触发扩容：
1、装载因子超过阈值
源码里定义的阈值是 6.5 (loadFactorNum/loadFactorDen)，是经过测试后取出的一个比较合理的因子
我们知道，每个 bucket 有 8 个空位，在没有溢出，且所有的桶都装满了的情况下，装载因子算出来的结果是 8。因此当装载因子超过 6.5 时，表明很多 bucket 都快要装满了，查找效率和插入效率都变低了。在这个时候进行扩容是有必要的。
对于条件 1，元素太多，而 bucket 数量太少，很简单：将 B 加 1，bucket 最大数量( 2^B )直接变成原来 bucket 数量的 2 倍。于是，就有新老 bucket 了。注意，这时候元素都在老 bucket 里，还没迁移到新的 bucket 来。新 bucket 只是最大数量变为原来最大数量的 2 倍( 2^B * 2 ) 。
2、overflow 的 bucket 数量过多
在装载因子比较小的情况下，这时候 map 的查找和插入效率也很低，而第 1 点识别不出来这种情况。表面现象就是计算装载因子的分子比较小，即 map 里元素总数少，但是 bucket 数量多（真实分配的 bucket 数量多，包括大量的 overflow bucket）
不难想像造成这种情况的原因：不停地插入、删除元素。先插入很多元素，导致创建了很多 bucket，但是装载因子达不到第 1 点的临界值，未触发扩容来缓解这种情况。之后，删除元素降低元素总数量，再插入很多元素，导致创建很多的 overflow bucket，但就是不会触发第 1 点的规定，你能拿我怎么办？overflow bucket 数量太多，导致 key 会很分散，查找插入效率低得吓人，因此出台第 2 点规定。这就像是一座空城，房子很多，但是住户很少，都分散了，找起人来很困难
对于条件 2，其实元素没那么多，但是 overflow bucket 数特别多，说明很多 bucket 都没装满。解决办法就是开辟一个新 bucket 空间，将老 bucket 中的元素移动到新 bucket，使得同一个 bucket 中的 key 排列地更紧密。这样，原来，在 overflow bucket 中的 key 可以移动到 bucket 中来。结果是节省空间，提高 bucket 利用率，map 的查找和插入效率自然就会提升。
由于 map 扩容需要将原有的 key/value 重新搬迁到新的内存地址，如果有大量的 key/value 需要搬迁，会非常影响性能。因此 Go map 的扩容采取了一种称为“渐进式”的方式，原有的 key 并不会一次性搬迁完毕，每次最多只会搬迁 2 个 bucket。
上面说的 hashGrow() 函数实际上并没有真正地“搬迁”，它只是分配好了新的 buckets，并将老的 buckets 挂到了 oldbuckets 字段上。真正搬迁 buckets 的动作在 growWork() 函数中，而调用 growWork() 函数的动作是在 mapassign 和 mapdelete 函数中。也就是插入或修改、删除 key 的时候，都会尝试进行搬迁 buckets 的工作。先检查 oldbuckets 是否搬迁完毕，具体来说就是检查 oldbuckets 是否为 nil。
如果未迁移完毕，赋值/删除的时候，扩容完毕后（预分配内存），不会马上就进行迁移。而是采取 增量扩容 的方式，当有访问到具体 bukcet 时，才会逐渐的进行迁移（将 oldbucket 迁移到 bucket）
nevacuate 标识的是当前的进度，如果都搬迁完，应该和2^B的长度是一样的
在evacuate 方法实现是把这个位置对应的bucket，以及其冲突链上的数据都转移到新的buckets上。
转移的判断直接通过tophash 就可以，判断tophash中第一个hash值即可
遍历的过程，就是按顺序遍历 bucket，同时按顺序遍历 bucket 中的 key。
map遍历是无序的，如果想实现有序遍历，可以先对key进行排序
为什么遍历 map 是无序的？
如果发生过迁移，key 的位置发生了重大的变化，有些 key 飞上高枝，有些 key 则原地不动。这样，遍历 map 的结果就不可能按原来的顺序了。
如果就一个写死的 map，不会向 map 进行插入删除的操作，按理说每次遍历这样的 map 都会返回一个固定顺序的 key/value 序列吧。但是 Go 杜绝了这种做法，因为这样会给新手程序员带来误解，以为这是一定会发生的事情，在某些情况下，可能会酿成大错。
Go 做得更绝，当我们在遍历 map 时，并不是固定地从 0 号 bucket 开始遍历，每次都是从一个**随机值序号的 bucket 开始遍历，并且是从这个 bucket 的一个 随机序号的 cell **开始遍历。这样，即使你是一个写死的 map，仅仅只是遍历它，也不太可能会返回一个固定序列的 key/value 对了。
go语言适合做什么？
Go语言。他主要是在一些网页版的服务器中用于系统编程的一种语言。他是谷歌开发的一种编程语言。在一定程度上，谷歌有一定的垄断作用。不能随随便便的在语言当中添加其他的语言成分。
Go 中这么多创建 error 的方式，你真的了解它们各自的应用场景吗
在Go中，error是一种内建的数据类型。在Go中被定义为一个接口，定义如下：
由此可知，该接口只有一个返回字符串的Error函数，所有的类型只要实现了该函数，就创建了一个错误类型。
创建error的方式包括errors.New、fmt.Errorf、自定义实现了error接口的类型等。
2.1 通过errors.New方法创建
通过该方法创建的错误一般是可预知的错误。简单来说就是调用者通过该错误信息就能明确的知道哪里出错了，而不需要再额外的添加其他上下文信息，我们在下面的示例中详细说明。
我们看New方法的实现可知，实际上是返回了一个errorString结构体，该结构体包含了一个字符串属性，并实现了Error方法。代码如下：
error.New使用场景1 ：
通过errors.New函数创建局部变量或匿名变量，且不在调用函数中进行值或类型判断的处理，只打印或记录错误日志的场景。
使用示例1 ：
以下代码节选自源码/src/net/http/request.go中解析PostForm的部分。 当请求中的Body为nil时，返回的错误信息是"missing form body"。该信息已明确的说明错误是因为请求体为空造成的，所以不需要再额外的添加其他上下文信息。
使用示例2
以下代码选择源码/src/net/http/transport.go的部分，当请求体中的url地址为nil返回的错误："http: nil Request.URL" ，说明是请求中的URL字段为nil。以及当Header为nil返回的错误："http：nil Request.Header"，说明请求体中的Header字段为nil。
error.New使用场景2 ：
将errors.New创建的错误赋值给一个全局的变量，我们称该变量为哨兵错误，该哨兵错误变量可以在被处理的时候使用 == 或 errors.Is来进行值的比较。
使用示例 : 在源码/src/io/io.go中定义的代表文件末尾的哨兵错误变量EOF。
在beego项目中，beego/core/utils/file.go文件中有这样的应用，当读取文件时，遇到的错误不是文件末尾的错误则直接返回，如果遇到的是文件末尾的错误，则中断for循环，说明文件已经读完文件中的所有内容了。如下：
2.2 通过fmt.Errorf方法创建
使用场景1：不带%w占位符 ：
在创建错误的时候，不能通过errors.New创建的字符串信息来描述错误，而需要通过占位符添加更多的上下文信息，即动态信息。
使用示例：不带%w占位符 ：
以下示例节选自gorm/schema/relationship.go的部分代码，当外键不合法时，通过fmt.Errorf("invalid foreign key：%s"， foreignKey)返回带具体外键的错误。因为外键值是在运行时才能确定的。代码如下：
使用场景2：带%w的占位符 ：
在有些场景下，调用者需要知道原始错误信息，一般会通过errors.Is函数进行判断该错误链中是否包含某种特定类型的原始错误值。
使用%w占位符创建的错误信息，其实会形成一个错误链。其用法如下：
我们再来看下源代码：
通过源码可知，如果fmt.Errorf中包含%w占位符，创建的是一个wrapError结构体类型的值。我们再来看下wrapError结构体的定义：
字段err就是原始错误，msg是经过格式化之后的错误信息。
使用示例：带%w的占位符 ：
假设我们有一个从数据库查询合同的函数，当从数据库中查询到记录为空时，会返回一个sql.ErrNoRows错误，我们用%w占位符来wrap该错误，并返回给调用者。
好了，现在GetContract的调用者可以知道原始的错误信息了。在调用者逻辑中我们可以使用errors.Is来判断err中是否包含sql.ErrNoRows值了。我们看下调用者的代码：
使用场景 ：这个是相对errors.New来说的，errors.New适用于对可预知的错误的定义。而当发生了不可预知的错误时，就需要自定义错误类型了。
使用示例 ： 我们以go源码/src/io/fs/fs.go文件中的源码为例，来看下自定义错误类型都需要包含哪些元素。
首先看结构体，有一个error接口类型的Err，这个代表的是错误源，因为根据上面讲解的，在错误层层传递返回给调用者时，我们需要追踪每一层的原始错误信息，所以需要该字段对error进行wrap，形成错误链。另外，有两个字段Op和Path，分别代表是产生该错误的操作和操作的路径。这两个字段就是所谓的未预料到的错误：不确定是针对哪个路径做了什么错误引发了该错误。
我们看下该错误类型在代码中的应用：
应用1 ：在go的文件src/embed/embed.go中的代码，当读取某目录时返回的一个PathError类型的错误，代表读取该目录操作时，因为是一个目录，所以不能直接读取文件内容。
应用2 ：在go的文件src/embed/embed.go中的代码中，有文件读取的函数，当offset小于0时，返回了一个PathError，代表是在读取该文件的时候，参数不正确。
fs.ErrInvalid的定义如下：
由此可见，PathError中的三个字段值都是不可预知的，都需要在程序运行时才能具体决定的，所以这种场景时，则需要自定义错误类型。
另外，我们还注意到该自定义的类型中有Unwrap函数的实现，该函数主要是为了配合errors.Is和errors.As使用的，因为这两个函数在使用时是将错误链层层解包一一比对的。
根据上一节我们得到，通过%w占位符可以将错误组织成一个错误链。
errors.Is函数就是来判断错误链中有没有和指定的错误值相等的错误，相等于 == 操作符 。注意，这里是特定的错误值，就像gorm中定义的ErrRecordNotFound这样：
那么我们就可以这样使用errors.Is:
errors.As函数，这个函数是用来检查错误链中的错误是否是特定的类型 。如下代码示例是节选自etcd项目中etcd/server/embed/config_logging.go中的部分代码，代表的是err链中有没有能当做json.SyntaxError类型的错误的，如果能，则将err中的错误值赋值到syntaxError变量上，代码如下：
本文从应用场景的角度讲解了各种创建错误方式的实际应用场景。示例中的代码尽量的选自golang源码或开源项目。 同时，每种的应用场景并非绝对的，需要灵活应用。希望本文对大家在实际使用中能够有所帮助。
Golang 比较适合什么领域
为什么要学习GO语言,GO的优势是什么？
1、 Go有什么优势
Go的优势
1：性能
2：语言性能很重要
3：开发者效率不要过于创新
4：并发性通道
5：快速的编译时间
6：打造团队的能力
7：强大的生态系统
8：GOFMT，强制代码格式
9：gRPC 和 Protocol Buffers
可直接编译成机器码，不依赖其他库，glibc的版本有一定要求，部署就是扔一个文件上去就完成了。
静态类型语言，但是有动态语言的感觉，静态类型的语言就是可以在编译的时候检查出来隐藏的大多数问题，动态语言的感觉就是有很多的包可以使用，写起来的效率很高。
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尹成 资深区块链技术专家 兄弟连区块链学院院长毕业于清华大学，曾担任Google算法工程师，微软区块链领域全球最具价值专家，微软Tech.Ed 大会金牌讲师。精通C/C++、Python、Go语言、Sicikit-Learn与TensorFlow。拥有15年编程经验与5年的教学经验，资深软件架构师，Intel软件技术专家，著名技术专家，具备多年的世界顶尖IT公司微软谷歌的工作经验。具备多年的软件编程经验与讲师授课经历， 并在人机交互、教育、信息安全、广告、区块链系统开发诸多产品。具备深厚的项目管理经验以及研发经验， 拥有两项人工智能发明专利，与开发电子货币部署到微软Windows Azure的实战经验。教学讲解深入浅出，使学员能够做到学以致用。
go 语言适合做哪些开发
应用于搭建 Web 服务器，存储集群或类似用途的巨型中央服务器的系统编程语言。
Go 是谷歌的编程语言，而不是社区的。在这位博主看来，虽然 Go 语言拥有一个贡献者社区，但是它并不是社区的项目，只是谷歌的一个项目。所以只要是谷歌反对的东西，没有人可以把这个东西加到 Go 语言中。
InfoQ 记者也第一时间联系了《Go 并发编程实战》作者、前轻松筹大数据负责人郝林，他的观点是：Go 语言是大家的，只有伪爱好者才会谈舍弃。在郝林看来，Go 语言官方团队在谷歌内部实属一个很小的团队，但其成员几乎个个都是技术大神。
很多社区成员为 Go 语言贡献了很多重要并且有价值的东西，这些从贡献者和提交者的多样性就可以看出来。但谷歌作为整个 Go 社区的守门人，它独自决定什么东西可以被 Go 语言接受，什么不能被接受。
在 Go 语言模块系统上发生的一件事情，谷歌 Go 语言核心团队的一名成员放弃了由外部 Go 社区开发的一个模块系统，因为它使用了另一种不同的模型。Go 语言拥有一个贡献者社区，但是它并不是一个社区项目。
go捕鱼为何总有人跟着你
想组队。在go捕鱼的游戏中，总有人在身后跟着你，是因为该玩家是觉得你的技术比较好，想跟你组队或者捡漏，因此才会跟着你。go语言游戏，go捕鱼，高性能游戏服务端golang开发的服务端编程简单，执行高效，有效利用多核资源，游戏server端为golang典型的应用场景之一。