go語言擴容法有哪幾種

go語言擴容方法有：1、Slice擴容，在使用append向Slice追加元素時，如果Slice空間不足，將會觸發Slice擴容；2、Map擴容。觸發Map擴容的條件有二：1、負載因子大於6.5時，也即平均每個bucket儲存的鍵值對達到6.5個；2、overflow數量大於2^15時，也即overflow數量超過32768時。

本教學操作環境：windows7系統、GO 1.18版本、Dell G3電腦。

Slice擴容

觸發

使用append向Slice追加元素時，如果Slice空間不足，將會觸發Slice擴容

原理

擴容實際上是重新分配一塊更大的內存，將原Slice資料拷貝進新Slice，然後返回新Slice，擴容後再將資料追加進去。

機制

V1.8之前：

擴充容量的選擇遵循下列規則：

• 如果原Slice容量小於1024 ，則新Slice容量將擴大為原來的2倍；
• 如果原Slice容量大於等於1024，則新Slice容量將擴大為原來的1.25倍；

// 1.17及以前的版本中
// old指切片的旧容量, cap指期望的新容量
func growslice(old, cap int) int {
    newcap := old
    doublecap := newcap + newcap
    // 如果期望容量大于旧容量的2倍，则直接使用期望容量作为最终容量
    if cap > doublecap {
        newcap = cap
    } else {
        // 如果旧容量小于1024，则直接翻倍
        if old < 1024 {
            newcap = doublecap
        } else {
            // 每次增长大约1.25倍
            for 0 < newcap && newcap < cap {
                newcap += newcap / 4
            }
            if newcap <= 0 {
                newcap = cap
            }
        }
    }
    // 这里忽略了对齐操作
    return newcap
}

V1 .8之後：

新擴容容量的選擇遵循以下規則：(擁有更平滑的擴容係數)

• 如果原Slice容量小於256，則新Slice容量將擴大為原來的2倍；
• 如果原Slice容量大於等於256，則新Slice容量將擴大為原來的  新容量= (原容量3*256)/4

// 只关心扩容规则的简化版growslice
func growslice(old, cap int) int {
    newcap := old
    doublecap := newcap + newcap
    if cap > doublecap {
        newcap = cap
    } else {
        const threshold = 256 // 不同点1
        if old < threshold {
            newcap = doublecap
        } else {
            for 0 < newcap && newcap < cap {
                newcap += (newcap + 3*threshold) / 4 // 不同点2
            }
            if newcap <= 0 {
                newcap = cap
            }
        }
    }
    return newcap
}

Map擴容

觸發擴容的條件有二：

• 負載因子> 6.5時，也即平均每個bucket儲存的鍵值對達到6.5個。 增量擴容

• overflow數量 > 2^15時，也即overflow數量超過32768時。 等量擴充功能/重排

注意：建立溢位桶不屬於擴容機制

#增量擴容

• 當負載因子過大時，新開啟buckets空間，bucket數量為之前的2 倍
• 新空間被buckets引用，先前的舊空間被oldbuckets引用
• 之後逐漸將oldbuckets中的資料搬遷到新開闢的buckets空間中去

考慮到如果map儲存了數以億計的key -value，一次搬遷將會造成比較大的延時，Go採用逐步搬遷策略，即每次訪問map時都會觸發一次搬遷，每次搬遷2個鍵值對。 當oldbuckets中的鍵值對全部搬遷完畢後，刪除oldbuckets。

下圖展示了包含一個bucket滿載的map(為了描述方便，圖中bucket省略了value區域):



##目前map儲存了7個鍵值對，只有1個bucket。此時負載因子為7 > 6.5。再次插入資料時將會觸發

擴容操作，擴容之後再將新插入鍵寫入新的bucket。注意，因為負載因子的觸發，不是創建溢出桶

當第8個鍵值對插入時，將會觸發

擴容，擴容後示意圖如下：



後續對map的存取操作會觸發遷移，並將oldbuckets中的鍵值對逐步的搬遷過來。
搬遷完成後的示意圖如下：



資料搬遷過程中原bucket中的鍵值對將存在於新bucket的前面，新插入的鍵值對將存在於新bucket的後面。

等量擴容/重排

所謂等量

擴容，其實並不是擴大容量，buckets數量不變，重新做一遍類似增量擴容的搬遷​​動作，把鬆散的鍵值對重新排列一次，以使bucket的使用率更高，進而保證更快的訪問。 在極端場景下，例如不斷地增刪，而鍵值對正好集中在一小部分的bucket，這樣會造成overflow的bucket數量增多，但負載因子又不高，從而無法執行增量搬遷的情況，如下圖所示：




上圖可見，overflow的bucket大部分是空的，存取效率會很差。此時進行一次等量

擴容，即buckets數量不變，經過重新組織後overflow的bucket數量會減少，即節省了空間又會提高訪問效率。

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