关于Go的map无法对结构体值局部赋值的探究

在写项目过程中，遇到一个问题，即go的map如果value是结构体时，无法对结构体进行局部更新

即：

type demo struct {
	a int
	b int
}
func main() {
    var m = make(map[string]demo)
	m["a"] = demo{1,2}
	m["a"].a = 3
}

此代码无法通过编译，报错cannot assign to struct field m["a"].a in map。
但是对m["a"]进行一整个结构体的赋值则是允许的，在java中是可以局部赋值的，但是go中却不允许，很奇怪，于是查找解决方案。

map底层结构

首先讲map的底层结构，不同于cpp，go的map底层是hash表，初始化map时，就初始化了一个hmap，作为该map的头

type hmap struct {
	count     int
	flags     uint8
	B         uint8
	noverflow uint16
	hash0     uint32

	buckets    unsafe.Pointer
	oldbuckets unsafe.Pointer
	nevacuate  uintptr
	extra *mapextra
}

以上是hmap的结构体定义，关于各个值代表的含义网上有很多介绍，这里就不赘述。

hmap不存储具体的key和value，key和value由bucket存储，一个bucket可以存储8个key和8个value，其中key排列在一起，value排列在一起，这样的好处就是在key和value的长度不一致时，可以避免空间浪费。

在map增加元素的过程中，可能会出现空间不够用的情况，这个时候就会进行扩容，这里比较不同的是，为了防止扩容带来的性能抖动，go选择了渐进式扩容，也就是在一次删除或者更新操作中不全部扩容完毕，而是进行一部分的扩容，扩容会将空间扩展为之前的两倍。

hmap的字段中，buckets就是新桶数组的指针，oldbuckets就是旧桶数组的指针。底层就是数组+链表。

在hmap中定义了一个extra字段，extra字段也是一个结构体：

type mapextra struct {
	overflow    *[]*bmap
	oldoverflow *[]*bmap

	nextOverflow *bmap
}

其中overflow是一个切片，在map的设计中，假如分配了2^B - 1个bucket，也会分配2^B - 1个overflowBucket，当bucket装满时，就链接到一个overflowBucket进行扩展。当overflow快存满时，也会进行扩容，这个时候不会引起翻倍扩容，而是等额扩容，因为此时很可能是进行了大量删除工作，相当于给内存做一次整理。

问题原因

前面提到，map的更新等操作是可能会引起扩容的，所以内存地址会变。

1. 通过m["a"].a = 3这种操作进行更新，如果不存在m["a"]值，则会引起插入操作，这时没有一个完整结构体，可能会导致问题，如果存在，扩容时，value会在内存中移动，旧的指针地址在map改变时会无效，所以为了安全考虑，go禁止这样寻址，两个原因，如果对象不存在，则返回零值，零值是不可变对象，所以不能寻址，如果对象存在，因为go中map实现中元素的地址是变化的，这意味着寻址的结果是无意义的。
2. golang中没有引用类型，通过m["a"].a取出来的是一份拷贝，修改这里的拷贝，实际修改的内容没有复制回原来的struct。

解决方案

与java不同，java中存在引用类型，所以可以通过那种方式进行修改，就算会扩容，修改引用，原始数据总是跟着变。
解决方案有两种，一是进行全局赋值，例如：

tmp := m["a"]
tmp.a = 333
m["a"] = tmp

这样可行的原因是相当于给m["a"]赋新值了，不管m["a"]存不存在都不会出现问题。

或者将value改为结构体指针：

var m = make(map[string]*demo)
m["a"] = &demo{1, 2}
m["a"].a = 333
fmt.Println(m["a"])

这样在map中存储的就是结构体的指针，获取到的拷贝，也是对应地址，所以自然可以修改成功，不管map再怎么扩容，key对应的value总是不变的。