golang 标准库 sync.Map 中 nil 和 expunge 区别

本文不是 sync.Map 源码详细解读，而是聚焦 entry 的不同状态，特别是 nil 状态和 expunge 状态的区分。

entry 是 sync.Map 存放值的结构体，其值有三种，分别为 value(真正的值)、nil、expunge(任意的指针，标记作用)。如果将其视为一种状态机的话，本文将其三种状态分别称之为value、nil、expunge。

简要概括：

value 状态：entry 里面存放的是真正的值。此时 entry 对应的 key，有三种情况，key 只在 read 中均存在；key 只在 dirty 中存在；在 read 和 dirty 中均存在。

nil 状态：read 中的 key 被删除的时候将其对应的 value(即 entry) p 值设置为 nil。此时 key 只存在 read 中 （ditry 为 nil）；在 read 和 dirty 中均存在。

expunge 状态：  此时 key 只存在 read 中而在 dirty 中不存在。

将 sync.Map 抽象为 存、取、删除 三种操作。在这三种操作中来看 entry 状态的改变。

　　1、存：对于初始状态的 sync.Map, 一个新键值对 k: A v: A, 首先存放在 dirty 中，此时 entry 为 value 状态，key 只存在 dirty 中。

　　2、取：首先 read 中不存在，从 dirty 中取值。数次从 read 中取不中，将 dirty 提升为 read， dirty 被清空。entry 仍为 value 状态，对应的 key 存在于 read 中。

　　3、存：另一键值对k:B v:B，存入时，发生 read 向 dirty 拷贝，同时 read 的 amended 标记为 true。此时 key A 存在于 read 和 dirty 中，entry 为 value 状态。

　　4、删除：删除 key A，A 的 entry 中 p 值被设置为 nil。此时 key A 存在于 read 和 dirty 中，entry 为 nil 状态。

　　5、存：另一键值对k:C v:C。

　　6、取：多次读取 key C，触发 dirty 提升为 read，dirty 被清空。此时 key A 只存在于 read 中, entry 为 nil 状态。

　　7、存：另一键值对 k:D v:D， 存入时，发生 read 向 dirty 拷贝，key A  的 entry 由 nil 状态转变为 expunge 状态，key A 只存在于 read 中。

　　8、取：多次读取 key D，触发 dirty 提升为 read， dirty 被清空，此时 key A 被完全删除。

为什么会用 nil 和 expunge 两种状态来标记一个值的删除？

首先明确，什么时候 expunge 出现。当key A 的值在 read 中为 nil，随后由其他操作触发 read 向 dirty 复制，nil 被转变为 expunge。此时 dirty 不为空，且 key A 在 dirty 中不存在。如果对 key A 重新赋值，修改 read 后，需要同步修改 dirty ，为了保障当 dirty 提升为 read 时，包含所有的值。

再来看 nil 的清空，当 key A 的值为 nil 状态的时候，key A 存在于 read 和 dirty 中或仅存在于 read 中（dirty 为空），因为 read 和 dirty 中相同的 key 指向同一值的指针，因此在这两种情况下，对 key A 重新赋值，均无需考虑 dirty。