实验干货分享：用Go语言实现分布式缓存开发之map

本实验是整个分布式缓存开发的基础实验，主要会使用 Go 语言的内置库完成一个单机版的缓存服务，后面会基于这个单机版的缓存服务来升级改造，逐步迭代成为一个分布式的缓存服务。本实验会使用 Go 语言的 map 来开发一个缓存结构，并使用 sync 包来保证并发安全，最后使用 http 包来提供网络服务。由于篇幅有限，这里仅展现map容器的使用，我会把后续和源代码放在文章最后，大家自取哦~

知识点

Go map 容器的使用

缓存的介绍

缓存的第一印象
我们先来看这样一个问题：一个程序有 1TB 的数据都存在硬盘上，但其中只有 1GB 的数据会被频繁地读取，假设硬盘的读取速度是 100MB/s，那么每一次读取都会消耗 10 秒，有没有什么办法可以提高读取的速度？

很明显，这个问题是由于硬盘的速度太慢了，导致读取时间太久，而且只是其中 1GB 数据会被频繁地读取，那我们能不能把这 1GB 的数据存到一个速度更快的地方，比如存到内存中，假设内存速度是 10GB/s，那么每一次读取这 1GB 的数据就只需要 0.1 秒。可能有人会说，那为什么不把全部数据都存到内存中呢？当然可以，只要你有足够大的内存，但是内存的价格要比硬盘高不少，整个程序的花费就会非常大，而且其他数据存进内存的意义不大。

如果要给这里的“内存”起一个名字，就可以叫它“缓存”了。我们不用去纠结缓存的概念是什么，更重要的是它解决了什么问题。

缓存的特点
还是从上面的问题入手，我们可以提取出两个关键点：频繁，速度。

这两个关键点意味着缓存中的数据往往是会被反复读取的，因为经常要读取，所以要提高读取的速度。另外，由于数据本身是存在硬盘上的，所以不管缓存中有没有这些数据，程序都应该是正常运行的，当缓存中没有数据的时候，需要去硬盘中读取。如果程序修改了硬盘上的数据，缓存中的数据就没有用了，属于过时的数据，所以还需要去更新缓存。

所以，我们可以总结出缓存的特点：

速度很快（这个快是相对于被缓存的设备来说的）
数据可以丢失（甚至需要定期丢失）
容量有限（因为价格比较高）

map 的常用操作

map 的介绍
Go 语言的 map 是一种键值对的结构，每一个键值对都分为 key 和 value 两个部分。在使用 map 的时候需要指定 key 和 value 的类型，其中 key 在 map 中是唯一的。下面让我们来学习几个 map 的常见操作：

在后面的示例内容中，我们只会给到对应功能的代码，未给出完整程序，请自行补充 main 函数等内容。

map 的创建

func create() {// map 的创建需要指定 key 和 value 的类型// 其中 [] 中的类型是 key 的类型，[] 后面的类型是 value 的// 1. 使用 make 创建 mapm1 := make(map[string]string)fmt.Println(m1) // map[]// 2. 直接创建 mapm2 := map[string]string{}fmt.Println(m2) // map[]// 3. 创建 map 的同时添加数据m3 := map[string]string{"key": "value",}fmt.Println(m3) // map[key:value]
}

运行截图：

map 的增删改查

func crud() {// 创建 mapm := make(map[string]string)fmt.Println(m) // map[]// 添加数据m["key"] = "value"fmt.Println(m) // map[key:value]// 修改数据m["key"] = "newValue"fmt.Println(m) // map[key:newValue]// 查询数据// 第一个返回值是数据，第二个返回值表示 key 是否存在value, ok := m["key"]fmt.Println(value, ok) // newValue truevalue, ok = m["not existed key"]fmt.Println(value, ok) //  false，这里的 value 是空字符串// 删除数据delete(m, "key")
}

运行截图：

map 的其他操作

func other() {// 创建 mapm := map[string]int{"a": 1,"b": 3,"c": 4,"d": 2,"e": 0,}// 遍历 map 可以使用 for range// 每一次遍历 map 的顺序可能都是不一样的for key, value := range m {fmt.Println(key, value) // 乱序打印出 m 中的 key 和 value}// 查看 map 中的键值对个数count := len(m)fmt.Println(count) // 5
}

运行截图：

第一个热身实验的第一部分就到这里啦。后续我们经过开发可以完成单机版缓存，之后会进行迭代，升级成分布式缓存。

怎么样，是不是 so easy 啊，别急，后面我们会遇到各种各样的难题，需要大家一起拿起“屠龙刀”去杀敌。

本章节代码可以直接获取：

wget
https://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/2943/code1.zip

参考资料