map是Go語言中基礎的資料結構，在日常的使用中經常被用到。但是它底層是如何實現的呢？

map的整體結構圖

Golang中map的底層實現是一個雜湊表，因此實現map的過程實際上就是實現散表的過程。在這個雜湊表中，主要出現的結構體有兩個，一個叫hmap(a header for a go map)，一個叫bucket。這兩種結構的樣子分別如下所示：

hmap:

圖中有很多欄位，但是便於理解map的架構，你只需要關心的只有一個，就是標紅的欄位：buckets陣列。Golang的map中用於儲存的結構是bucket陣列。而bucket(即bmap)的結構是怎樣的呢？

bucket：

相比於hmap，bucket的結構顯得簡單一些，標紅的欄位依然是“核心”，我們使用的map中的key和value就儲存在這裡。“高位雜湊值”陣列記錄的是當前bucket中key相關的“索引”，稍後會詳細敘述。還有一個欄位是一個指向擴容後的bucket的指標，使得bucket會形成一個連結串列結構。例如下圖：

由此看出hmap和bucket的關係是這樣的：

而bucket又是一個連結串列，所以，整體的結構應該是這樣的：

雜湊表的特點是會有一個雜湊函式，對你傳來的key進行雜湊運算，得到唯一的值，一般情況下都是一個數值。Golang的map中也有這麼一個雜湊函式，也會算出唯一的值，對於這個值的使用，Golang也是很有意思。

Golang把求得的值按照用途一分為二：高位和低位。

如圖所示，藍色為高位，紅色為低位。 然後低位用於尋找當前key屬於hmap中的哪個bucket，而高位用於尋找bucket中的哪個key。上文中提到：bucket中有個屬性欄位是“高位雜湊值”陣列，這裡存的就是藍色的高位值，用來宣告當前bucket中有哪些“key”，便於搜尋查詢。 需要特別指出的一點是：我們map中的key/value值都是存到同一個陣列中的。陣列中的順序是這樣的:

並不是key0/value0/key1/value1的形式，這樣做的好處是：在key和value的長度不同的時候，可以消除padding帶來的空間浪費。

現在，我們可以得到Go語言map的整個的結構圖了：

以上，就是Go語言map的整體結構了。

map的擴容

當以上的雜湊表增長的時候，Go語言會將bucket陣列的數量擴充一倍，產生一個新的bucket陣列，並將舊陣列的資料遷移至新陣列。

載入因子

判斷擴充的條件，就是雜湊表中的載入因子(即loadFactor)。

載入因子是一個閾值，一般表示為：雜湊包含的元素數 除以 位置總數。是一種“產生衝突機會”和“空間使用”的平衡與折中：載入因子越小，說明空間空置率高，空間使用率小，但是載入因子越大，說明空間利用率上去了，但是“產生衝突機會”高了。

每種雜湊表的都會有一個載入因子，數值超過載入因子就會為雜湊表擴容。 Golang的map的載入因子的公式是：map長度 / 2^B閾值是6.5。其中B可以理解為已擴容的次數。

當Go的map長度增長到大於載入因子所需的map長度時，Go語言就會將產生一個新的bucket陣列，然後把舊的bucket陣列移到一個屬性欄位oldbucket中。注意：並不是立刻把舊的陣列中的元素轉義到新的bucket當中，而是，只有當訪問到具體的某個bucket的時候，會把bucket中的資料轉移到新的bucket中。

如下圖所示：當擴容的時候，Go的map結構體中，會儲存舊的資料，和新生成的陣列

上面部分代表舊的有資料的bucket，下面部分代表新生成的新的bucket。藍色代表存有資料的bucket，橘黃色代表空的bucket。 擴容時map並不會立即把新資料做遷移，而是當訪問原來舊bucket的資料的時候，才把舊資料做遷移，如下圖：

注意：這裡並不會直接刪除舊的bucket，而是把原來的引用去掉，利用GC清除記憶體。

map中資料的刪除

如果理解了map的整體結構，那麼查詢、更新、刪除的基本步驟應該都很清楚了。這裡不再贅述。 值得注意的是，找到了map中的資料之後，針對key和value分別做如下操作：

1、如果``key``是一個指標型別的，則直接將其置為空，等待GC清除；
2、如果是值型別的，則清除相關記憶體。
3、同理，對``value``做相同的操作。
4、最後把key對應的高位值對應的陣列index置為空。
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