如何使用Golang sync.Map实现并发安全map_避免锁竞争

sync.Map 是 Go 为高并发读多写少场景设计的并发安全 map，通过分片、原子操作和读写分离减少锁竞争，适用于缓存等场景，但不支持高效遍历或长度统计。

sync.Map 是 Go 语言为高并发读多写少场景专门设计的并发安全 map，它不依赖全局互斥锁，而是通过分片 + 原子操作 + 读写分离策略减少锁竞争。它不适合高频写入或需要遍历/长度统计的场景，但对缓存、配置映射、连接池元数据等典型用例非常高效。

何时该用 sync.Map 而不是普通 map + sync.RWMutex

当你遇到以下情况时，sync.Map 更合适：

• 读操作远多于写操作（比如每秒百万次读、几十次写）
• 多个 goroutine 频繁读取不同 key，但写入 key 相对固定或稀疏
• 使用 RWMutex 后仍观察到 runtime.futex 或锁争用热点（pprof 可见）
• 不需要原子性地获取 map 长度、遍历全部 key 或保证迭代一致性

核心用法：只用推荐的四个方法

sync.Map 不提供类似 len() 或 range 的直接支持，必须严格使用其导出方法：

• Load(key interface{}) (value interface{}, ok bool) —— 安全读取，推荐用于高频查询
• Store(key, value interface{}) —— 写入或覆盖，线程安全
• LoadOrStore(key, value interface{}) (actual interface{}, loaded bool) —— 读取存在则返回，否则写入并返回新值（避免重复计算）
• Delete(key interface{}) —— 删除键，无返回值

⚠️ 注意：Range(f func(key, value interface{}) bool) 是唯一遍历方式，但它是快照式遍历，不保证看到所有写入，且期间其他 goroutine 的写入可能被跳过或重复。

避免常见误用陷阱

sync.Map 的行为和普通 map 差异较大，容易踩坑：

• key 和 value 类型必须是 interface{}，无法做类型推导 —— 建议封装一层类型安全 wrapper（如 type StringMap struct{ m sync.Map }）
• 不支持复合操作原子性：例如“若不存在则设默认值”不能靠多次调用 Load+Store 实现（会竞态），必须用 LoadOrStore
• 零值初始化即可使用，不要对 sync.Map 做指针解引用或复制（它内部含 mutex 和原子字段，复制会导致未定义行为）
• 频繁删除+重建大量 key 时，sync.Map 内部 dirty map 可能膨胀，可考虑定期用新 sync.Map 替换旧实例（适合有明确生命周期的缓存）

简单示例：线程安全的字符串计数器

以下代码演示如何安全地在多 goroutine 中累加字符串出现次数：

var counter sync.Map

func inc(key string) {
    v, ok := counter.Load(key)
    if !ok {
        counter.Store(key, int64(1))
        return
    }
    counter.Store(key, v.(int64)+1)
}

// 更优写法：用 LoadOrStore + Store 避免重复 Load
func incOptimized(key string) {
    v, loaded := counter.LoadOrStore(key, int64(0))
    if loaded {
        counter.Store(key, v.(int64)+1)
    }
}

注意：实际项目中建议统一用 LoadOrStore 配合类型断言，减少一次 Load 调用，也避免条件竞争。