Go：Map设计(1)

【译文】原文地址
本文是三篇系列文章的第一篇，每一篇将涵盖Go map的一部分，建议你按顺序阅读。
map类型是Go语言的一种内置类型，通过映射表（hash table）原理来实现。在本文当中将探索map的不同部分的具体实现，包括：桶（buckets）存储键值对的结构、散列（键值对的索引）和负载因子（定义map容量应该增长的度量值）。

桶（buckets）

Go将键值对存储在一个桶列表中，每个桶将保存8个键值对，当map耗尽容量时，散列桶将加倍扩容。下面一张图粗略的表示了四个桶：

map的buckets列表

我们将在下一篇文章中介绍存储桶中的键值对是如何存放的。如果map容量增加，桶的数量将翻倍至8个、16个等等。

当一个key/value对存入map当中，将根据key的散列值分配到对于的桶里。

hash

当key/value对赋值到map时，Go将基于key值生成一个hash值。我们以插入"foo=1"键值对为例，生成的hash值可能为15491954468309821754，将该值用于一个位操作，其掩码等于桶的数量值减1。在下图中给出了桶数为4的例子，可以得到掩码3，然后执行按位与操作：

value在桶中的分配

散列值不仅用于分配桶的值，还会有其他的操作。根据散列值的高8位，可以确认一个桶内的数组存储value的位置。如下图：

桶中的top hash table

因为桶内存在这个表，Go能够快速访问和比较key对于的value值。
根据程序中map的使用，Go需要一种可扩容的机制来存放更多的key/value值。

Map扩容

如果桶需要存储一个key/value，将为存储在内部可用的8个桶对于的槽内。如果没有桶可用的话，一个溢出桶会被创建并链接到当前桶中，并链接到当前桶上。

溢出桶

这种溢出的特性概括了桶的内部结构。然而增加溢出桶会降低map的性能。为了解决性能问题，Go将分配新的桶（当前数量的两倍）将在旧的桶和新桶之间建立连接。

Go使用它的负载系数来知道何时应该开始分配新桶和这个疏散过程。