go sync.Map 测试

项目

测试过程

共5部分，分别对无锁map、操作前获取锁map、sync.Map 进行测试：

• 插入新键测试：各插入1e5条数据。
• 更新测试：在插入1e5条数据后，进行1e5次更新（针对已存在key）。
• 读取测试：在插入1e5条数据后，进行1e5次读取（针对已存在key）。
• 删除测试1：在插入1e5条数据、删除除L,R 外的所有数据后，对L,R 进行1e5次更新。
• 删除测试2：插入L,R 后，对L,R 进行1e5次更新。

注：

• 各测试使用相同的种子，种子可能会对结果有轻微影响。
• 在单线程即没有冲突的情况下，加锁后解锁的代价不是很高。在多线程的情况下，CAS可能更具优势。

测试结果

cpu: Intel(R) Core(TM) i5-8300H CPU @ 2.30GHz
BenchmarkInsertM
BenchmarkInsertM-8           157           7122375 ns/op
BenchmarkInsertL
BenchmarkInsertL-8           157           7528680 ns/op
BenchmarkInsertS
BenchmarkInsertS-8            32          32121606 ns/op
BenchmarkUpdateM
BenchmarkUpdateM-8           372           3227915 ns/op
BenchmarkUpdateL
BenchmarkUpdateL-8           301           3862922 ns/op
BenchmarkUpdateS
BenchmarkUpdateS-8            84          14535339 ns/op
BenchmarkReadM
BenchmarkReadM-8             400           2913653 ns/op
BenchmarkReadL
BenchmarkReadL-8             342           3443182 ns/op
BenchmarkReadS
BenchmarkReadS-8             138           9800634 ns/op
BenchmarkDeleteM
BenchmarkDeleteM-8           780           1524906 ns/op
BenchmarkDeleteL
BenchmarkDeleteL-8           564           2217222 ns/op
BenchmarkDeleteS
BenchmarkDeleteS-8           174           7187940 ns/op
BenchmarkDeleteM2
BenchmarkDeleteM2-8          973           1269203 ns/op
BenchmarkDeleteL2
BenchmarkDeleteL2-8          621           1883041 ns/op
BenchmarkDeleteS2
BenchmarkDeleteS2-8          169           7703778 ns/op

对代码的理论分析：当操作不涉及dirty时（读写的key都在read中），只需要CASread即可，不需要锁，效率高。
但结果总体和理论分析相差很大：

1. sync.Map 对旧键的更新，相比新键插入和其它map，并没有明显提升。
   无论是新键插入，还是旧键更新，sync.Map 都要慢近5倍。
2. 是否将 dirty 复制给 read，对性能的影响没有很大（只有小提升）。
3. map无论是否加锁，效率都比 sync.Map 高很多。在写时差距近5倍，读时差距更小约为3倍。
4. 因为 sync.Map 不会真正删除元素，只会标记为nil或expunged，直到dirty覆盖read，所以理论上大量删除read后，read这个map中依旧可能有大量元素，多少会影响哈希表的效率（删除测试1）。但实际上，未真正删除的数据影响并不大（删除测试2）。

原因应该是由于环境为单线程，在并行压力大的情况下前两种情况应该都会有较大提升，同时加锁map性能会大幅下降。

总结

sync.Map 适用场景：多线程压力大，读多写少，或程序中操作的键值集合变化不大。
理论上，只要不频繁插入新键，就能基本保持只用CAS而不需要锁。

在第一次新建dirty时，需要拷贝read，可能发生性能抖动。

注意和 Mutex 一样， sync.Map 也同样不能被复制，因为 atomic.Value 是不能被复制的。

测试代码