# 版本 1 - 数据结构和前端界面

第 1 个版本的代码 *goto_v1* 见 [goto_v1](examples/chapter_19/goto_v1)。

# 19.3 数据结构

（本节代码见 [goto_v1/store.go](examples/chapter_19/goto_v1/store.go)。）

当程序运行在生产环境时，会收到很多短网址的请求，同时会有一些将长 URL 转换成端 URL 的请求。我们的程序要以什么样的结构存储这些数据呢？[19.2 节](19.2.md)中 (A) 和 (B) 两种 URL 都是字符串，此外，它们相互关联：给定键 (B) 能获取到值 (A)，他们互相*映射*（map）。要将数据存储在内存中，我们需要这种结构，它们几乎存在于所有的编程语言中，只是名称有所不同，例如“哈希表”或“字典”等。

Go 语言就有这种内建的映射（map）：`map[string]string`。

键的类型写在 `[` 和 `]` 之间，紧接着是值的类型。有关映射的所有知识详见 [8 章](08.0.md)。为特定类型指定一个别名在严谨的程序中非常实用。Go 语言中通过关键字 `type` 来定义，因此有定义：
```go
type URLStore map[string]string
```
它从短 URL 映射到长 URL，两者都是字符串。

要创建那种类型的变量，并命名为 m，使用：
```go
m := make(URLStore)
```

假设 *http://goto/a* 映射到 *http://google.com/* ，我们要把它们存储到 m 中，可以用如下语句：
```go
m["a"] = "http://google.com/"
```
（键只是 *http://goto/* 的后缀，其前缀总是不变的。）

要获得给定 "a" 对应的长 URL，可以这么写：
```go
url := m["a"]
```
此时 `url` 的值等于 `http://google.com/`。

注意，使用了 `:=` 就不需要指明 url 的类型为 `string`，编译器会从右侧的值中推断出来。

## 使程序线程安全

这里，变量 `URLStore` 是中心化的内存存储。当收到网络流量时，会有很多 `Redirect` 服务的请求。这些请求其实只涉及读操作：以给定的短 URL 作为键，返回对应的长 URL 的值。然而，对 `Add` 服务的请求则大不相同，它们会更改 `URLStore`，添加新的键值对。当在瞬间收到大量更新请求时，可能会产生如下问题：添加操作可能被另一个相同请求打断，写入的长 URL 结果可能不是最新的值；另外，读取和更改同时进行，导致可能读到脏数据。代码中的 map 并不保证当开始更新数据时，会彻底阻止另一个更新操作的启动。也就是说，map 不是线程安全的，*goto* 会并发地为很多请求提供服务。因此必须使 `URLStore` 是线程安全的，以便可以从不同的线程访问它。最简单和经典的方法是为其增加一个锁，它是 Go 标准库 `sync` 包中的 `Mutex` 类型，必须导入到我们的代码中（关于锁详见 [9.3 节](09.3.md)）。

现在，我们把 `URLStore` 类型的定义更改为一个结构体（就是字段的集合，类似 C 或 Java ，[10 章](10.0.md) 介绍了结构体），它含有两个字段：`map` 和 `sync` 包的 `RWMutex`：
```go
import "sync"
type URLStore struct {
	urls map[string]string		// map from short to long URLs
	mu sync.RWMutex
}
```

`RWMutex` 有两种锁：分别对应读和写。多个客户端可以同时设置读锁，但只有一个客户端可以设置写锁（以排除所有的读锁），有效地串行化变更，使他们按顺序生效。

我们将在 `Get` 函数中实现 `Redirect` 服务的读请求，在 `Set` 函数中实现 `Add` 服务的写请求。`Get` 函数类似下面这样：
```go
func (s *URLStore) Get(key string) string {
	s.mu.RLock()
	url := s.urls[key]
	s.mu.RUnlock()
	return url
}
```

## 链接

- [目录](directory.md)
- 上一节：[短网址项目简介](19.2.md)
- 下一节：[用户界面：web 服务端](19.4.md)
