使用 sync.RWMutex 可实现读写安全的缓存,适用于读多写少场景;sync.map 适合高并发下键频繁变化的情况;通过封装过期时间并启动清理 goroutine 支持 TTL;可选 channel 进行优雅控制。选择方案需根据读写比例、key 分布和是否需过期机制决定。

在Go语言中实现并发安全的缓存,核心是解决多个goroutine同时读写时的数据竞争问题。常用的方法包括使用互斥锁、读写锁、原子操作,以及结合map和sync包中的工具。下面介绍几种实用且高效的实现方式。
使用 sync.RWMutex 保护 map
最常见的方式是用 sync.RWMutex 包裹一个普通 map,实现读写安全。读操作使用 RLock,写操作使用 Lock,能有效提升读多写少场景下的性能。
示例代码:
type Cache struct { mu sync.RWMutex data map[string]interface{} } func NewCache() *Cache { return &Cache{ data: make(map[string]interface{}), } } func (c *Cache) Get(key string) (interface{}, bool) { c.mu.RLock() defer c.mu.RUnlock() val, exists := c.data[key] return val, exists } func (c *Cache) Set(key string, value interface{}) { c.mu.Lock() defer c.mu.Unlock() c.data[key] = value } func (c *Cache) Delete(key string) { c.mu.Lock() defer c.mu.Unlock() delete(c.data, key) }
使用 sync.Map(适用于高并发只读或键值频繁变化)
Go标准库提供了 sync.Map,专为某些特定场景优化:比如键的数量不断增长、每个goroutine维护自己独有的键,或者读写都非常频繁但不需要遍历。
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它不是替代所有map的通用方案,但在合适场景下性能更好,且天然并发安全,无需额外加锁。
示例:
var cache sync.Map // 存储 cache.Store("key", "value") // 读取 if val, ok := cache.Load("key"); ok { fmt.Println(val) } // 删除 cache.Delete("key")
注意:sync.Map 的 range 操作较慢,不适合需要频繁遍历的场景。
添加过期机制(TTL)
实际项目中,缓存通常需要支持自动过期。可以在 value 中封装一个包含过期时间的结构体,并启动一个清理 goroutine 定期删除过期项。
例如:
type Item struct { Value interface{} Expiration int64 // 过期时间戳 } func (item Item) IsExpired() bool { return time.Now().unixNano() > item.Expiration }
在 Get 时判断是否过期,也可以另起一个后台任务定期扫描删除。
结合 channel 实现优雅控制(可选)
对于更复杂的缓存系统,可以使用 channel 来协调读写、驱逐策略或监控事件,比如通过 channel 触发清理动作或统计命中率。
这种方式适合构建可扩展的缓存中间件,但对简单场景略显复杂。
基本上就这些。选择哪种方式取决于你的使用场景:如果读多写少,推荐 RWMutex + map;如果每个协程操作不同 key,考虑 sync.Map;需要 TTL 就加上时间字段并做清理。不复杂但容易忽略的是过期处理和内存增长控制。


