慢聊Go之Go中的Map姊妹篇｜Go主题月

前言

吼吼吼，正如我们之前，简单学习了Map在Go中的初始化以及相关的简单实用。我们今天，来进一步的学习GoLang中Map的迭代遍历。

对于之前没有看到的小伙伴，可以先移步，慢聊Go之Go中的Map｜Go主题月

另外，正如我们之前学习Java时，了解到的，如果遍历集合，在多线程环境下，可能会出现意想不到的问题。那么，Go中呢？我们好好学学。

Map容器迭代

要想遍历Go的Map容器，我们可以直接使用For循环，来遍历地图中的所有的可用Key。

为了更好地理解，我们举一个简单的示例。在该示例中，我们在Map中插入一堆条目数据，然后对所有条目进行扫描。

package main
import (
    "fmt"
)
func main() {
    // Allocate memory for the map
    var myMap = make(map[int]string)
    myMap[0] = "test"
    myMap[2] = "sample"
    myMap[1] = "GoLang is Fun!"
    // Iterate over all keys
    for key, val := range myMap {
        fmt.Printf("Key: %d, Value: %s\n", key, val)
    }
}

输出结果

Key: 0, Value: test
Key: 2, Value: sample
Key: 1, Value: GoLang is Fun!

在这里，迭代顺序不依赖于任何排序标准，因此，如果在此处获得不同的输出，请不要感到惊讶！这是因为Golang在map内部使用C语言中的哈希表，该哈希表使用哈希函数来索引键。

由于我们的key在这里是整数，所以看起来不错，但是如果要遍历a map[string]string，则顺序将是随机的。

那么，对于有顺序需求的，怎么办呢？

按排序顺序遍历key

为了有序地遍历键，我们可以简单地事先对键进行排序。但是要做到这一点，我们需要额外的空间来存储地图中的键列表。

我们可以通过以下方式实现这一目标：

package main
import (
    "fmt"
    "sort"
)
func main() {
    // Allocate memory for the map
    var myMap = make(map[int]string)
    myMap[0] = "test"
    myMap[2] = "sample"
    myMap[1] = "GoLang is Fun!"
    // Let's get a slice of all keys
    keySlice := make([]int, 0)
    for key, _ := range myMap {
        keySlice = append(keySlice , key)
    }
    // Now sort the slice
    sort.Ints(keySlice)
    // Iterate over all keys in a sorted order
    for _, key := range keySlice {
        fmt.Printf("Key: %d, Value: %s\n", key, myMap[key])
    }
}

我们首先创建所有键的切片，然后使用对其进行排序，sort.Ints()因为我们的地图的格式为map[int]string，所以键是整数。

之后，我们可以遍历排序的切片并使用来获取值myMap[key]。

输出结果

Key: 0, Value: test
Key: 1, Value: GoLang is Fun!
Key: 2, Value: sample

并发Map中读写

到目前为止，我们假设只有一个函数可以访问和修改地图，因此迭代很简单。但是，如果此迭代需要在多个函数中或更具体地在多个goroutine中完成，该怎么办？

让我们举一个例子来研究:

这是一个使用多个goroutines访问和修改global的程序map。所有goroutine都会更新所有键，然后最终对其进行迭代。

我使用了GoRoutines，Defer和WaitGroups等概念。

package main
import (
    "fmt"
    "strconv"
    "sync"
)
// Let's have a global map variable so that all goroutines can easily access it
var myMap map[int]string
func myGoRoutine(id int, numKeys int, wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    for key, _ := range myMap {
        myMap[key] = strconv.Itoa(id)
    }
    for key, value := range myMap {
        fmt.Printf("Goroutine #%d -> Key: %d, Value: %s\n", id, key, value)
    }
}
func main() {
    // Initially set some values
    myMap = make(map[int]string)
    myMap[0] = "test"
    myMap[2] = "sample"
    myMap[1] = "GoLang is Fun!"
    // Get the number of keys
    numKeys := len(myMap)
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 0; i < 3; i++ {
        wg.Add(1)
        go myGoRoutine(i, numKeys, &wg)
    }
    // Blocking wait
    wg.Wait()
    // Iterate over all keys
    for key, value := range myMap {
        fmt.Printf("Key: %d, Value: %s\n", key, value)
    }
}

因为goroutine的调度是随机的,结果每个人可能是不同的。结果如下：

Goroutine #2 -> Key: 0, Value: 2
Goroutine #2 -> Key: 2, Value: 0
Goroutine #2 -> Key: 1, Value: 0
Goroutine #1 -> Key: 0, Value: 1
Goroutine #1 -> Key: 2, Value: 1
Goroutine #1 -> Key: 1, Value: 1
Goroutine #0 -> Key: 0, Value: 0
Goroutine #0 -> Key: 2, Value: 1
Goroutine #0 -> Key: 1, Value: 1
Key: 0, Value: 1
Key: 2, Value: 1
Key: 1, Value: 1

由于多个goroutine可能同时读取和写入，这将产生意外的输出。例如，Goroutine 0和2的行为不同，因为Goroutine 0在Goroutine 2可以从它读取之前就已经写入了地图！

这种情况-多个线程（goroutine）可以访问同一内存位置进行读写的情况称为数据竞争条件，即使开发测试运行良好，也很难在生产中检测到。

在这里，我们不能简单地使用normal map。为了解决这个问题，一种方法是通过互斥（mutex例如锁）来强制并发约束。另一种公认的做法是使用go的sync.Map容器。这提供了对我们的地图容器的同步访问，因此可以在多线程方案中安全地使用它。

总结

如何考虑Map的使用，是一件开发过程中必不可少的事情。我们继续学习。