目錄添加元素刪除元素更新元素查找元素其他方法迭代器總結(jié)

在實(shí)現(xiàn)上，LinkedHashMap很多方法直接繼承自HashMap，僅為維護(hù)雙向鏈表覆寫(xiě)了部分方法。所以，要看懂 LinkedHashMap 的源碼，需要先看懂 HashMap 的源碼。

默認(rèn)情況下，LinkedHashMap的迭代順序是按照插入節(jié)點(diǎn)的順序。也可以通過(guò)改變accessOrder參數(shù)的值，使得其遍歷順序按照訪問(wèn)順序輸出。

這里我們只討論LinkedHashMap和HashMap的不同之處，LinkedHashMap的其他操作和特性具體請(qǐng)參考HashMap

我們先來(lái)看下兩者的區(qū)別：

import java.util.HashMap;import java.util.Iterator;import java.util.LinkedHashMap;import java.util.Map;public class Test04 { public static void main(String[] args) {Map<String, String> map = new LinkedHashMap<String, String>();map.put('ahdjkf', '1');map.put('ifjdj', '2');map.put('giafdja', '3');map.put('agad', '4');map.put('ahdjkge', '5');map.put('iegnj', '6');System.out.println('LinkedHashMap的迭代順序(accessOrder=false)：');Iterator iterator = map.entrySet().iterator();while (iterator.hasNext()) { Map.Entry entry = (Map.Entry) iterator.next(); System.out.println(entry.getKey() + '=' + entry.getValue());}Map<String, String> map1 = new LinkedHashMap<String, String>(16,0.75f,true);map1.put('ahdjkf', '1');map1.put('ifjdj', '2');map1.put('giafdja', '3');map1.put('agad', '4');map1.put('ahdjkge', '5');map1.put('iegnj', '6');map1.get('ahdjkf');map1.get('ifjdj');System.out.println('LinkedHashMap的迭代順序(accessOrder=true)：');Iterator iterator1 = map1.entrySet().iterator();while (iterator1.hasNext()) { Map.Entry entry = (Map.Entry) iterator1.next(); System.out.println(entry.getKey() + '=' + entry.getValue());}Map<String, String> map2 = new HashMap<>();map2.put('ahdjkf', '1');map2.put('ifjdj', '2');map2.put('giafdja', '3');map2.put('agad', '4');map2.put('ahdjkge', '5');map2.put('iegnj', '6');System.out.println('HashMap的迭代順序：'); Iterator iterator2 = map2.entrySet().iterator();while (iterator2.hasNext()) { Map.Entry aMap = (Map.Entry) iterator2.next(); System.out.println(aMap.getKey() + '=' + aMap.getValue());} }}Output：LinkedHashMap的迭代順序(accessOrder=false)：ahdjkf=1ifjdj=2giafdja=3agad=4ahdjkge=5iegnj=6LinkedHashMap的迭代順序(accessOrder=true)：giafdja=3agad=4ahdjkge=5iegnj=6ahdjkf=1ifjdj=2HashMap的迭代順序：iegnj=6giafdja=3ifjdj=2agad=4ahdjkf=1ahdjkge=5

可以看到 LinkedHashMap在每次插入數(shù)據(jù)，訪問(wèn)、修改數(shù)據(jù)時(shí)都會(huì)調(diào)整鏈表的節(jié)點(diǎn)順序。以決定迭代時(shí)輸出的順序。

下面我們來(lái)看LinkedHashMap具體是怎么實(shí)現(xiàn)的：

LinkedHashMap繼承了HashMap，內(nèi)部靜態(tài)類(lèi)Entry繼承了HashMap的Entry，但是LinkedHashMap.Entry多了兩個(gè)字段：before和after，before表示在本節(jié)點(diǎn)之前添加到LinkedHashMap的那個(gè)節(jié)點(diǎn)，after表示在本節(jié)點(diǎn)之后添加到LinkedHashMap的那個(gè)節(jié)點(diǎn)，這里的之前和之后指時(shí)間上的先后順序。

static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> { Entry<K,V> before, after; Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {super(hash, key, value, next); }}

同時(shí)類(lèi)里有兩個(gè)成員變量head和tail,分別指向內(nèi)部雙向鏈表的表頭、表尾。

//雙向鏈表的頭結(jié)點(diǎn)transient LinkedHashMap.Entry<K,V> head;//雙向鏈表的尾節(jié)點(diǎn)transient LinkedHashMap.Entry<K,V> tail;

將LinkedHashMap的accessOrder字段設(shè)置為true后，每次訪問(wèn)哈希表中的節(jié)點(diǎn)都將該節(jié)點(diǎn)移到鏈表的末尾，表示該節(jié)點(diǎn)是最新訪問(wèn)的節(jié)點(diǎn)。即循環(huán)雙向鏈表的頭部存放的是最久訪問(wèn)的節(jié)點(diǎn)或最先插入的節(jié)點(diǎn)，尾部為最近訪問(wèn)的或最近插入的節(jié)點(diǎn)。

由于增加了一個(gè)accessOrder屬性，LinkedHashMap相對(duì)HashMap來(lái)說(shuō)增加了一個(gè)構(gòu)造方法用來(lái)控制迭代順序。

final boolean accessOrder;public LinkedHashMap() { super(); accessOrder = false;}//指定初始化時(shí)的容量，public LinkedHashMap(int initialCapacity) { super(initialCapacity); accessOrder = false;}//指定初始化時(shí)的容量，和擴(kuò)容的加載因子public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { super(initialCapacity, loadFactor); accessOrder = false;}//指定初始化時(shí)的容量，和擴(kuò)容的加載因子，以及迭代輸出節(jié)點(diǎn)的順序public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder) { super(initialCapacity, loadFactor); this.accessOrder = accessOrder;}//利用另一個(gè)Map 來(lái)構(gòu)建public LinkedHashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) { super(); accessOrder = false; //該方法上文分析過(guò)，批量插入一個(gè)map中的所有數(shù)據(jù)到 本集合中。 putMapEntries(m, false);}添加元素

LinkedHashMap在添加元素的時(shí)候，依舊使用的是HashMap中的put方法。不同的是LinkedHashMap重寫(xiě)了newNode()方法在每次構(gòu)建新節(jié)點(diǎn)時(shí)，通過(guò)linkNodeLast(p);將新節(jié)點(diǎn)鏈接在內(nèi)部雙向鏈表的尾部。

//將新增的節(jié)點(diǎn)，連接在鏈表的尾部private void linkNodeLast(LinkedHashMap.Entry<K,V> p) { LinkedHashMap.Entry<K,V> last = tail; tail = p; //如果集合之前是空的 if (last == null)head = p; else {//將新節(jié)點(diǎn)連接在鏈表的尾部p.before = last;last.after = p; }}刪除元素

LinkedHashMap并沒(méi)有重寫(xiě)HashMap的remove()方法，但是他重寫(xiě)了afterNodeRemoval()方法，這個(gè)方法的作用是在刪除一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，同步將該節(jié)點(diǎn)從雙向鏈表中刪除。該方法將會(huì)在remove中被回調(diào)。

//在刪除節(jié)點(diǎn)e時(shí)，同步將e從雙向鏈表上刪除void afterNodeRemoval(Node<K,V> e) { // unlink LinkedHashMap.Entry<K,V> p =(LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after; //將待刪除節(jié)點(diǎn) p 的前置后置節(jié)點(diǎn)都置空 p.before = p.after = null; //如果前置節(jié)點(diǎn)是null，則說(shuō)明現(xiàn)在的頭結(jié)點(diǎn)應(yīng)該是后置節(jié)點(diǎn)a if (b == null)head = a; else//否則將前置節(jié)點(diǎn)b的后置節(jié)點(diǎn)指向ab.after = a; //同理如果后置節(jié)點(diǎn)時(shí)null ，則尾節(jié)點(diǎn)應(yīng)是b if (a == null)tail = b; else//否則更新后置節(jié)點(diǎn)a的前置節(jié)點(diǎn)為ba.before = b;}

刪除過(guò)程總的來(lái)說(shuō)可以分為三步：

根據(jù) hash 定位到桶位置 遍歷鏈表或調(diào)用紅黑樹(shù)相關(guān)的刪除方法 回調(diào)afterNodeRemoval，從 LinkedHashMap 維護(hù)的雙鏈表中移除要?jiǎng)h除的節(jié)點(diǎn) 更新元素

// 清除節(jié)點(diǎn)時(shí)要將頭尾節(jié)點(diǎn)一起清除 public void clear() { super.clear(); head = tail = null;}查找元素

LinkedHashMap重寫(xiě)了get()和getOrDefault()方法默認(rèn)情況下，LinkedHashMap是按插入順序維護(hù)鏈表。不過(guò)如果我們?cè)诔跏蓟?LinkedHashMap時(shí)，指定 accessOrder參數(shù)為 true，即可讓它按訪問(wèn)順序維護(hù)鏈表。訪問(wèn)順序的原理是，當(dāng)我們調(diào)用get/getOrDefault/replace等方法時(shí)，會(huì)將這些方法訪問(wèn)的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到鏈表的尾部。

public V get(Object key) { Node<K,V> e; if ((e = getNode(hash(key), key)) == null)return null; if (accessOrder) // 回調(diào)afterNodeAccess(Node<K,V> e)afterNodeAccess(e); // 將節(jié)點(diǎn)e移至雙向鏈表的尾部（保證迭代順序） return e.value;}public V getOrDefault(Object key, V defaultValue) { Node<K,V> e; if ((e = getNode(hash(key), key)) == null) return defaultValue; if (accessOrder) afterNodeAccess(e); // 作用同上 return e.value;}void afterNodeAccess(Node<K,V> e) { // move node to last LinkedHashMap.Entry<K,V> last;//原尾節(jié)點(diǎn) //如果accessOrder 是true ，且原尾節(jié)點(diǎn)不等于e if (accessOrder && (last = tail) != e) {//節(jié)點(diǎn)e強(qiáng)轉(zhuǎn)成雙向鏈表節(jié)點(diǎn)pLinkedHashMap.Entry<K,V> p = (LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;//p現(xiàn)在是尾節(jié)點(diǎn)， 后置節(jié)點(diǎn)一定是nullp.after = null;//如果p的前置節(jié)點(diǎn)是null，則p以前是頭結(jié)點(diǎn)，所以更新現(xiàn)在的頭結(jié)點(diǎn)是p的后置節(jié)點(diǎn)aif (b == null) head = a;else//否則更新p的前直接點(diǎn)b的后置節(jié)點(diǎn)為 a b.after = a;//如果p的后置節(jié)點(diǎn)不是null，則更新后置節(jié)點(diǎn)a的前置節(jié)點(diǎn)為bif (a != null) a.before = b;else//如果原本p的后置節(jié)點(diǎn)是null，則p就是尾節(jié)點(diǎn)。 此時(shí) 更新last的引用為 p的前置節(jié)點(diǎn)b last = b;if (last == null) //原本尾節(jié)點(diǎn)是null 則，鏈表中就一個(gè)節(jié)點(diǎn) head = p;else {//否則 更新 當(dāng)前節(jié)點(diǎn)p的前置節(jié)點(diǎn)為 原尾節(jié)點(diǎn)last， last的后置節(jié)點(diǎn)是p p.before = last; last.after = p;}//尾節(jié)點(diǎn)的引用賦值成ptail = p;//修改modCount。++modCount; }}// 因?yàn)長(zhǎng)inkedHashMap中維護(hù)了一個(gè)雙向鏈表所以相對(duì)于HashMap中的雙重循環(huán)遍歷這個(gè)方法要優(yōu)化很多LinkedHashMappublic boolean containsValue(Object value) { for (LinkedHashMap.Entry<K,V> e = head; e != null; e = e.after) { // 通過(guò)雙向鏈表來(lái)遍歷V v = e.value;if (v == value || (value != null && value.equals(v))) return true; } return false;}HashMappublic boolean containsValue(Object value) { Node<K,V>[] tab; V v; if ((tab = table) != null && size > 0) {for (int i = 0; i < tab.length; ++i) { for (Node<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next) {if ((v = e.value) == value || (value != null && value.equals(v))) return true; }} } return false;}其他方法

LinkedHashMap還有一個(gè)比較神奇的存在。

void afterNodeInsertion(boolean evict) { // possibly remove eldest LinkedHashMap.Entry<K,V> first; // 根據(jù)條件判斷是否移除最近最少被訪問(wèn)的節(jié)點(diǎn) if (evict && (first = head) != null && removeEldestEntry(first)) {K key = first.key;removeNode(hash(key), key, null, false, true); }}// 移除最近最少被訪問(wèn)條件之一，通過(guò)覆蓋此方法可實(shí)現(xiàn)不同策略的緩存protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) { return false;}

上面的方法一般不會(huì)被執(zhí)行，但是當(dāng)我們基于 LinkedHashMap 實(shí)現(xiàn)緩存時(shí)，通過(guò)覆寫(xiě)removeEldestEntry方法可以實(shí)現(xiàn)自定義策略的 LRU 緩存。比如我們可以根據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)量判斷是否移除最近最少被訪問(wèn)的節(jié)點(diǎn)，或者根據(jù)節(jié)點(diǎn)的存活時(shí)間判斷是否移除該節(jié)點(diǎn)等。

迭代器

public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {Set<Map.Entry<K,V>> es;//返回LinkedEntrySetreturn (es = entrySet) == null ? (entrySet = new LinkedEntrySet()) : es; } final class LinkedEntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> {public final Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() { return new LinkedEntryIterator();} }final class LinkedEntryIterator extends LinkedHashIteratorimplements Iterator<Map.Entry<K,V>> {public final Map.Entry<K,V> next() { return nextNode(); } } abstract class LinkedHashIterator {//下一個(gè)節(jié)點(diǎn)LinkedHashMap.Entry<K,V> next;//當(dāng)前節(jié)點(diǎn)LinkedHashMap.Entry<K,V> current;int expectedModCount;LinkedHashIterator() { //初始化時(shí)，next 為 LinkedHashMap內(nèi)部維護(hù)的雙向鏈表的扁頭 next = head; //記錄當(dāng)前modCount，以滿(mǎn)足fail-fast expectedModCount = modCount; //當(dāng)前節(jié)點(diǎn)為null current = null;}//判斷是否還有nextpublic final boolean hasNext() { //就是判斷next是否為null，默認(rèn)next是head 表頭 return next != null;}//nextNode() 就是迭代器里的next()方法 。//該方法的實(shí)現(xiàn)可以看出，迭代LinkedHashMap，就是從內(nèi)部維護(hù)的雙鏈表的表頭開(kāi)始循環(huán)輸出。final LinkedHashMap.Entry<K,V> nextNode() { //記錄要返回的e。 LinkedHashMap.Entry<K,V> e = next; //判斷fail-fast if (modCount != expectedModCount)throw new ConcurrentModificationException(); //如果要返回的節(jié)點(diǎn)是null，異常 if (e == null)throw new NoSuchElementException(); //更新當(dāng)前節(jié)點(diǎn)為e current = e; //更新下一個(gè)節(jié)點(diǎn)是e的后置節(jié)點(diǎn) next = e.after; //返回e return e;}//刪除方法 最終還是調(diào)用了HashMap的removeNode方法public final void remove() { Node<K,V> p = current; if (p == null)throw new IllegalStateException(); if (modCount != expectedModCount)throw new ConcurrentModificationException(); current = null; K key = p.key; removeNode(hash(key), key, null, false, false); expectedModCount = modCount;} }

該方法的實(shí)現(xiàn)可以看出，迭代LinkedHashMap，就是從內(nèi)部維護(hù)的雙鏈表的表頭開(kāi)始循環(huán)輸出。而雙鏈表節(jié)點(diǎn)的順序在LinkedHashMap的增、刪、改、查時(shí)都會(huì)更新。以滿(mǎn)足按照插入順序輸出，還是訪問(wèn)順序輸出。

總結(jié)

在日常開(kāi)發(fā)中LinkedHashMap 的使用頻率沒(méi)有HashMap高，但它也個(gè)重要的實(shí)現(xiàn)。在 Java 集合框架中，HashMap、LinkedHashMap 和 TreeMap 三個(gè)映射類(lèi)基于不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)了不同的功能。HashMap 底層基于拉鏈?zhǔn)降纳⒘薪Y(jié)構(gòu)，并在 JDK 1.8 中引入紅黑樹(shù)優(yōu)化過(guò)長(zhǎng)鏈表的問(wèn)題?；谶@樣結(jié)構(gòu)，HashMap 可提供高效的增刪改查操作。LinkedHashMap 在其之上，通過(guò)維護(hù)一條雙向鏈表，實(shí)現(xiàn)了散列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有序遍歷。TreeMap 底層基于紅黑樹(shù)實(shí)現(xiàn)，利用紅黑樹(shù)的性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了鍵值對(duì)排序功能。具體實(shí)現(xiàn)我們下次分析。

以上就是Java LinkedHashMap 底層實(shí)現(xiàn)原理分析的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java LinkedHashMap 底層實(shí)現(xiàn)原理的資料請(qǐng)關(guān)注好吧啦網(wǎng)其它相關(guān)文章！