go标准库无并发安全树,第三方btree不处理并发;直接套rwmutex会串行化吞吐,应选tidwall/btree或节点级锁;google/btree迭代器并发删节点会panic;写多时mutex比rwmutex更优;less需满足严格弱序。

Go 标准库没有并发安全的 tree,别直接用 sync.RWMutex 包一层就完事
标准库的 container/list、container/heap 都不提供树形结构,更别说 B-Tree;第三方库如 github.com/google/btree 本身**完全不处理并发**——它的 Get、ReplaceOrInsert 等方法全都是无锁裸操作。直接在外层加 sync.RWMutex 虽能避免 panic,但会严重拖慢吞吐:所有读写都串行化,B-Tree 的 O(log n) 查找优势在高并发下直接归零。
真正可行的路径只有两条:
- 用
sync.Map模拟键值映射(仅适用于简单场景,不支持范围查询、前驱/后继) - 选支持内部分段锁(sharding)或乐观并发控制(OCC)的 B-Tree 实现,比如
github.com/tidwall/btree(自带Lock/Unlock接口,可按子树粒度加锁) - 自己实现时,必须把锁粒度下沉到节点级,且需处理好父子节点锁顺序(避免死锁),典型做法是自顶向下加锁 + 自底向上解锁
btree.BTree 的 AscendRange 在并发写时可能 panic:nil pointer dereference
这是最常踩的坑:github.com/google/btree 的迭代器不持有节点引用,只存当前指针。一旦其他 goroutine 在遍历中途删掉某个节点,迭代器继续访问该节点的 children 字段就会触发 panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference。
解决办法不是加锁整个树,而是:
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- 改用
github.com/tidwall/btree,它在AscendRange内部做了快照拷贝,读不阻塞写 - 若坚持用 google/btree,必须在调用
AscendRange前对整棵树加RWMutex.RLock(),且确保期间无任何写操作——这等于放弃并发读优势 - 避免在迭代器回调里做耗时操作(如 HTTP 请求、数据库查询),否则会延长锁持有时间,放大争用
为什么 sync.Mutex 比 sync.RWMutex 在 B-Tree 场景下更合适?
B-Tree 的典型负载不是“读多写少”,而是写操作频繁触发节点分裂/合并,导致大量路径上的父节点需要更新。这时 RWMutex 的“读共享”优势被抵消:每次写都要等所有读完成,而读操作又因树深度变长而变慢,形成负反馈。
实测中,当写占比 >15%,sync.Mutex 的吞吐反而更高——因为它的调度开销更低,且避免了 RWMutex 升级写锁时的饥饿问题。
- 用
sync.Mutex时,把锁封装进结构体,不要暴露mu字段给外部 - 写操作前先
mu.Lock(),读操作也走同一把锁,别试图拆成读写两把 - 如果真有强读多写少需求,考虑用读写分离架构:主树负责写 + 定期 snapshot 到只读副本,读走副本
自定义 B-Tree 节点时,Less 方法返回 bool 不够,必须保证严格弱序
很多同学直接拿 strings.Compare 或 bytes.Compare 结果转 bool 当 Less,结果出现查找失败、重复插入、甚至树结构损坏。根本原因是 B-Tree 的 Less 必须满足:对任意 a, b, c,若 a.Less(b) 为 true 且 b.Less(c) 为 true,则 a.Less(c) 必须为 true(传递性),且 a.Less(a) 必须为 false(非自反性)。
- 错误写法:
return bytes.Compare(a.Key, b.Key) ✅ 正确(<code>bytes.Compare返回 -1/0/1, - 危险写法:
return string(a.Key) ❌ 可能因 Unicode 归一化、大小写折叠等行为破坏序关系 - 更安全做法:用
bytes.Compare,且 key 类型固定为[]byte,避免 string 转换开销和不确定性
树结构一旦序错,修复成本极高——没日志、没校验、只能重建。










