关于Go语言的底层，Slice，map

1 Slice

Slice底层实现原理

切片是基于数组实现的，它的底层是数组，它自己本身非常小，可以理解为对底层数组的抽象。因为基于数组实现，所以它的底层的内存是连续分配的，效率非常高，还可以通过索引获得数据，可以迭代以及垃圾回收优化。 切片本身并不是动态数组或者数组指针。它内部实现的数据结构通过指针引用底层数组，设定相关属性将数据读写操作限定在指定的区域内。切片本身是一 个只读对象，其工作机制类似数组指针的一种封装。
切片对象非常小，是因为它是只有 3 个字段的数据结构：

• 指向底层数组的指针
• 切片的长度
• 切片的容量

Slice扩容机制

在使用 append 向 slice 追加元素时，若 slice 空间不足则会发生扩容，扩容会重新分配一块更大的内存，将原 slice 拷贝到新 slice ，然后返回新 slice。扩容后再将数据追加进去。
扩容操作只对容量，扩容后的 slice 长度不变，容量变化规则如下：

若 slice 容量小于1024个元素，那么扩容的时候slice的cap就翻番，乘以2；一旦元素个数超过1024个元素，增长因子就变成1.25，即每次增加原来容量的四分之一。
若 slice 容量够用，则将新元素追加进去，slice.len++，返回原 slice
若 slice 容量不够用，将 slice 先扩容，扩容得到新 slice，将新元素追加进新 slice，slice.len++，返回新 slice。

Slice与数组区别

array是固定长度的数组，使用前必须确定数组长度，是值类型。
slice是一个引用类型，是一个动态的指向数组切片的指针。
slice是一个不定长的，总是指向底层的数组array的数据结构，可以动态扩容。
创建方式不一样，Slice使用make创建或者根据数组创建。
作为函数参数时，数组传递的是数组的副本，而slice传递的是指针。

2 Map

Map底层实现原理

Golang 中 map 的底层实现是一个散列表，因此实现 map 的过程实际上就是实现散表的过程。在这个散列表中，主要出现的结构体有两个，一个叫 hmap(a header for a go map)，一个叫 bmap(a bucket for a Go map，通常叫其 bucket)。
hmap 哈希表
hmap是Go map的底层实现，每个hmap内都含有多个bmap（buckets桶、oldbuckets旧桶、overflow溢出桶），既每个哈希表都由多个桶组成。

• buckets buckets是一个指针，指向一个bmap数组，存储多个桶。
• oldbuckets oldbuckets是一个指针，指向一个bmap数组，存储多个旧桶，用于扩容。
• overflow
  overflow是一个指针，指向一个元素个数为2的数组，数组的类型是一个指针，指向一个slice，slice的元素是桶(bmap)的地址，这些桶都是溢出桶。为什么有两个？因为Go
  map在哈希冲突过多时，会发生扩容操作。[0]表示当前使用的溢出桶集合，[1]是在发生扩容时，保存了旧的溢出桶集合。overflow存在的意义在于防止溢出桶被gc。
• bmap 哈希桶
  bmap是一个隶属于hmap的结构体，一个桶（bmap）可以存储8个键值对。如果有第9个键值对被分配到该桶，那就需要再创建一个桶，通过overflow指针将两个桶连接起来。在hmap中，多个bmap桶通过overflow指针相连，组成一个链表。

Map进行有序的排序

map每次遍历,都会从一个随机值序号的桶,再从其中随机的cell开始遍历,并且扩容后,原来桶中的key会落到其他桶中,本身就会造成失序
如果想顺序遍历map,先把key放到切片排序,再按照key的顺序遍历map。
或者可以先把map中的key，通过sort包排序，再遍历map。

map 为什么是不安全的

Go map 默认是并发不安全的，同时对 map 进行并发读写的时，程序会 panic，原因如下：Go 官方经过长时间的讨论，认为 map 适配的场景应该是简单的（不需要从多个 gorountine 中进行安全访问的），而不是为了小部分情况（并发访问），导致大部分程序付出锁的代价，因此决定了不支持。
map 在扩缩容时，需要进行数据迁移，迁移的过程并没有采用锁机制防止并发操作，而是会对某个标识位标记为 1，表示此时正在迁移数据。如果有其他 goroutine 对 map 也进行写操作，当它检测到标识位为 1 时，将会直接 panic。
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

Map扩容策略

扩容时机：
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
扩容条件：

超过负载 map元素个数 > 6.5（负载因子） * 桶个数

溢出桶太多

当桶总数<2^15时，如果溢出桶总数>=桶总数，则认为溢出桶过多
当桶总数>2^{15时，如果溢出桶总数>=2}15，则认为溢出桶过多
扩容机制：

双倍扩容：针对条件1，新建一个buckets数组，新的buckets大小是原来的2倍，然后旧buckets数据搬迁到新的buckets。

等量扩容：针对条件2，并不扩大容量，buckets数量维持不变，重新做一遍类似双倍扩容的搬迁动作，把松散的键值对重新排列一次，使得同一个 bucket 中的 key 排列地更紧密，节省空间，提高 bucket 利用率，进而保证更快的存取。

渐进式扩容：
插入修改删除key的时候，都会尝试进行搬迁桶的工作，每次都会检查oldbucket是否nil，如果不是nil则每次搬迁2个桶，蚂蚁搬家一样渐进式扩容

Map和Slice区别

数组：数组是一个由固定长度的特定类型元素组成的序列，一个数组可以由零个或多个元素组成。声明方式：var a [3]int
slice（切片）：Slice（切片）代表变长的序列，序列中每个元素都有相同的类型，slice的语法和数组很像，只是没有固定长度而已。
map：在Go语言中，一个map就是一个哈希表的引用，是一个无序的key/value对的集合

Map总结

map是引用类型
map遍历是无序的
map是非线程安全的
map的哈希冲突解决方式是链表法
map的扩容不是一定会新增空间，也有可能是只是做了内存整理
map的迁移是逐步进行的，在每次赋值时，会做至少一次迁移工作
map中删除key，有可能导致出现很多空的kv，这会导致迁移操作，如果可以避免，尽量避免