别孤寡了，看看这篇 LinkedList 不香吗？
作者爱说话
Hello，我是 isysc
这是坚持原创的 第8篇 文章
每次写完文章都感觉，糟了糟了，爆文预定了，怎么办怎么办。等到正式发出去的时候，才知道，原来是想太多了。
每次写文章的选题都是一件很纠结的事，就比如我从下午 5.30 坐在电脑前想选题到了 6 点，终于决定好了，还是先去吃饭吧。
回来的路上终于有了灵感，写一些集合相关的源码？
Got it
背景引入
虽然今天阳光明媚，但是林布丁的心里却下起了雨，不是因为女朋友的傲娇，而是今天上午面试官说的 “ ArrayList和LinkedList的区别都不会，你还是回家种地吧 ”
失落的林布丁来到了表哥林步动的家里 “步动表哥，你为啥一直盯着屏幕？”
步动：就你话多，找我有什么事？
布丁：表哥，今天面试官问我 ArrayList 和 LinkedList 的区别，ArrayList我倒是知道一点点，LinkedList 我都不知道是啥玩意，然后面试官就和我说，8月是种白菜的好季节。表哥你能不能和我讲讲，什么是 LinkedList，最好能从源码角度给我讲讲？
步动：嘴巴好像有点渴。
布丁：表哥，你给我讲明白了，我请你喝一个星期的 奈雪的茶
步动：安排
什么是 LinkedList
你不懂的东西只是因为你没看过它的源码 -
秉承着万物皆可 new 的原则（女朋友除外）
我们先来 new 一个 LinkedList ，然后点进去看一看，会不会有什么神奇的事情发生。
步动：看！出现了一堆的注释，表弟你只要全文熟读并背诵就可以解决面试官了。今天就讲到这里了，快去给我买奶茶吧。
布丁：表哥，你也太水了叭，这么多英文我哪里看得懂，你就不能给我概括一下吗？
步动：好吧，谁叫我是暖男，毕竟是过了英语 5 级的男人，我给你翻译概括一下，要是有不对的地方，你就自己琢磨下，也别和我说。
“想要看原汁原味的注释，可以去 idea 里 new 一个看看，这里贴出来篇幅就过长了。也可以看看官网介绍 https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/LinkedList.html
步动：这里注释主要写的就是
-
Linkedlist 使用“双向链表”来实现 List 与 Deque 接口。实现了所有 List 接口中的方法，并且允许存放所有元素，包括 Null
-
所有的操作都可通过双向链表完成。通过从开头或者结尾遍历集合，去接近要操作的那个元素。
-
请注意，LinkedList 是非同步的。如果多个线程同时操作 LinkedList 实例，并且至少一个线程在结构上的修改链表，则它必须要保证线程的同步。（结构性修改：增加或删除元素，或者调整数组大小，仅仅修改属性的值不属于结构性修改）典型的实现是同步操作数组。
-
如果这种对象不存在，又想同步集合，可以这样写
Listlist=Collections.synchronizedList(newLinkedList(...))
布丁：表哥，你说完了？我虽然看不懂英语，但是我数的清楚，一共7段英文，你就给我翻译了3段，剩下的3段呢，你是不是不行啊，表哥？
步动：男人怎么能说不行，剩下两段是关于 fail-fast 特性的，区区几句话段说不清楚，我在网上给你找了一篇文章，你回头关注下 码儿嘟嘟骑 回复 【fail-fast】就可以看到了，二维码我给给你贴在信下面了，关注回复还有大厂面试资料，别怪表哥没有告诉你。
布丁：表哥我关注啦。表哥，我听你的意思是 LinkedList 底层结构就是双向链表是吗？
步动：是的，我再给你详细讲下双向链表到底是啥玩意吧。让我给你整个图
布丁：什么 first，Node，prev 我都不看不懂
步动：我给你解释下吧
-
Node 代表链表中的节点。具有两个属性 prev 代表前一个节点 next 相反 就代表下一个节点
-
first 代表着是双向链表的头节点，它的前一个节点由于一无所有，那就是 null
-
last 是双向链表的尾节点，它的后一个节点同样穷困潦倒，所以也是 null
-
当链表中没有数据时，first 和 last 是同一个节点，前后指向都是 null
口说无凭，上源码
privatestaticclassNode{
//节点值
Eitem;
//指向的下一个节点
Nodenext;
//指向的前一个节点
Nodeprev;
//参数按顺序初始化
Node(Nodeprev,Eelement,Nodenext){
this.item=element;
this.next=next;
this.prev=prev;
}
}
布丁：我明白啦，表哥，我记住啦。那你再给我讲讲 LinkedList 的构造函数吧？
LinkedList 构造函数
步动：LinkedList 的构造函数写的非常优雅，你看。
//无参构造，构造一个空的双向链表
publicLinkedList(){}
//有参构造
publicLinkedList(Collectionc){
this();
//使用addAll方法，实际上就是使用遍历c并且采用头插法进行双向链表插入值
addAll(c);//具体不展开啦，
}
布丁：哦哦，那表哥，那给我具体讲讲 CRUD 吧。详细讲讲
LinkedList 的 CRUD
add
布动：我们往下扒拉扒拉源码可以看见
/**
*Insertsthespecifiedelementatthebeginningofthislist.
*
*@parametheelementtoadd
*/
publicvoidaddFirst(Ee){
linkFirst(e);
}
/**
*Appendsthespecifiedelementtotheendofthislist.
*
*Thismethodisequivalentto{@link#add}.
*
*@parametheelementtoadd
*/
publicvoidaddLast(Ee){
linkLast(e);
}
一个 addFirst 和 addLast 你自己看就完事了
布丁：表哥，你这样那我就只能请你喝古茗了
步动：你自己看也费劲，肯定得表哥给你讲讲你也好吸收嘛，那我们先讲讲 addFirst
//从头部追加
privatevoidlinkFirst(Ee){
//头节点赋值给临时变量
finalNodef=first;
//新建节点，前一个节点指向null，e是新建节点，f是新建节点的下一个节点，目前值是头节点的值
finalNodenewNode=newNode<>(null,e,f);
//新建节点成为头节点
first=newNode;
//如果头节点为空，就是整个链表都为空，那么头尾节点是一个节点
if(f==null)
last=newNode;
//上一个头节点的前一个节点指向当前节点（有点绕口，多读两遍）
else
f.prev=newNode;
//修改LinkedList大小
size++;
//修改LinkedList的修改统计数：用来实现fail-fast机制。
modCount++;
}
中心思想就是改变节点指向，修改 LinkedList 大小和统计数
//从尾部开始追加节点
voidlinkLast(Ee){
//利用一个临时变量存放尾节点数据
finalNodel=last;
//新建新的节点，初始化入参含义：
//l是新节点的前一个节点，当前值是尾节点值
//e表示当前新增节点，当前新增节点后一个节点是null
finalNodenewNode=newNode<>(l,e,null);
//新建节点追加到尾部
last=newNode;
//如果链表为空（l是尾节点，尾节点为空，链表即空），头部和尾部是同一个节点，都是新建的节点
if(l==null)
first=newNode;
//否则把前尾节点的下一个节点，指向当前尾节点。
else
l.next=newNode;
//大小和版本更改
size++;
modCount++;
}
总的来说，addFirst 和 addLast 两个方法是非常相似的，只是前者是移动头节点的 prev 指向，后者是移动尾节点的 next 指向。
布丁：步动表哥，那我默认 add 是添加到尾部还是头部啊？
步动：如果你 new 一个 LinkedList 然后直接 add，默认是添加到尾部。
remove
布丁：那表哥，我如何从链表中删除一个元素呢？
步动：删除元素和增加也是类似的，可以从头部删除，也可以从尾巴删除，remove 操作会将你想要删除的节点的值，前后都指向 null，你知道为什么都要指向 null 吗？
布丁：无依无靠？方便 GC
步动：对，接下来给你看看 remove 源码
//从头删除节点f是代表链表头节点
privateEunlinkFirst(Nodef){
//取出头节点的值，作为一会方法的返回值
finalEelement=f.item;
//取出头节点的下一个节点
finalNodenext=f.next;
//原注释就是helpGC，就是帮助GC回收头节点
f.item=null;
f.next=null;
//头节点的下一个节点，取代原先头节点的霸主位置，成为新的头节点
first=next;
//如果next为空，表明链表为空
if(next==null)
last=null;
//链表不为空，头节点的前一个节点指向null
else
next.prev=null;
//修改链表大小和版本
size--;
modCount++;
returnelement;
}
步动：从尾部删除的源码我就不给你说了，和这个也 非常类似，给你自己推敲推敲
布丁：行叭，表哥，我看其实链表的节点新增、删除都好简单啊，仅仅把前后节点的指向修改下就好了，所以 LinkedList 新增和删除速度是不是很快？
步动：对！你很聪明哦
get
//根据链表索引位置查询节点
Nodenode(intindex){
//如果index处于队列的前半部分，从头开始找，size>>1是size除以2的意思
//用位运算就是为了加快计算速度，冲呀
if(index<(size>>1)){
Nodex=first;
//直到for循环到index的前一个node停止
for(inti=0;ix=last;
//直到for循环到index的后一个node停止
for(inti=size-1p;x.prev;
returnx;
}
}
步动：LinkedList 并没有采用从头循环到尾的做法，而是采取了简单二分法，如果你不知道什么是二分法，那就不知道吧。
步动：简单来说，LinkedList的查找首先看看 index 是在链表的前半部分，还是后半部分。如果是前半部分，就从头开始寻找，反之尾巴找。布丁，你知道这样做有什么好处吗？
布丁：表哥我刚百度到二分法，就是通过这种方式，可以让循环的次数至少降低了一半呀，提高了查找的性能。
set
布丁：快快快，表哥，趁热打铁，给我讲讲 LinkedList 是怎么更新的？
步动：好滴
publicEset(intindex,Eelement){
//检查是否越界，你传入的index必须大于等于0，小于LinkedList长度
//什么，你非得传小于0，那不好意思，抛IndexOutOfBoundsException异常
checkElementIndex(index);
//查处index位置原先的居住主人
Nodex=node(index);
//取出即将被替换的值，以便于一会扔出去
EoldVal=x.item;
//新王登基
x.item=element;
//旧王扔掉
returnoldVal;
}
LinkedList 的迭代器
布丁：好的，我明白啦，表哥，最后一个知识点啦，你给我讲 LinkedList 的迭代器？
步动：害，不争气的表弟。快讲完，我要吃饭啦。
步动：表弟，你知道吗？因为 LinkedList 要实现双向的迭代访问，所以我们通常的使用 Iterator 接口肯定不行了（Iterator 只支持从头到尾的访问） 所以 Java 新增了一个迭代接口，叫做：ListIterator，这个接口提供了向前和向后的迭代方法，如下所示：
| 迭代顺序 | 方法 |
|---|---|
| 从尾到头迭代方法 | hasPrevious、previous、previousIndex |
| 从头到尾迭代方法 | hasNext、next、nextIndex |
口说无凭，看源码
LinkedList 实现了 ListIterator 接口
//双向迭代器
privateclassListItrimplementsListIterator{
//上一次执行next()或者previos()方法时的节点位置
privateNodelastReturned;
//下一个节点
privateNodenext;
//下一个节点的索引位置
privateintnextIndex;
//期望版本号；modCount：目前最新版本号，也是fail-fast的相关知识点
privateintexpectedModCount=modCount;
…………
}
我们先来看下从头到尾方向的迭代：
//判断还有没有下一个元素
publicbooleanhasNext(){
//下一个节点的索引小于链表的大小
returnnextIndex布丁：就是直接取当前节点的下一个节点呗，那表哥再讲讲从尾到头迭代的过程
步动：好的
//如果上次节点索引位置大于0，就还有节点可以迭代
publicbooleanhasPrevious(){
returnnextIndex>0;
}
//取前一个节点
publicEprevious(){
checkForComodification();
if(!hasPrevious())
thrownewNoSuchElementException();
//next为空场景：
//1:说明是第一次迭代，取尾节点(last);
//2:上一次操作把尾节点删除掉了
//next不为空场景：说明已经发生过迭代了，直接取前一个节点即可(next.prev)
lastReturned=next=(next==null)?last:next.prev;
//索引位置变化
nextIndex--;
returnlastReturned.item;
}
步动：最后再讲讲迭代器的删除，LinkedList 在删除元素时，最好通过迭代器进行删除
publicvoidremove(){
checkForComodification();
//lastReturned是本次迭代需要删除的值，分以下空和非空两种情况：
//lastReturned为空，说明调用者没有主动执行过next()或者previos()，直接报错
//lastReturned不为空，是在上次执行next()或者previos()方法时赋的值
if(lastReturned==null)
thrownewIllegalStateException();
NodelastNext=lastReturned.next;
//删除当前节点
unlink(lastReturned);
//next==lastReturned的场景分析：从尾到头递归顺序，并且是第一次迭代，并且要删除最后一个元素的情况下
//这种情况下，previous()方法里面设置了lastReturned=next=last,所以next和lastReturned会相等
if(next==lastReturned)
//这时候lastReturned是尾节点，lastNext是null，所以next也是null，这样在previous()执行时，发现next是null，就会把尾节点赋值给next
next=lastNext;
else
nextIndex--;
lastReturned=null;
expectedModCount++;
LinkedList 的应用场景
布丁：表哥，我有最后一个问题。LinkedList 的应用场景都有哪些？
步动：LinkedList 适用于要求有顺序、并且会按照顺序进行迭代的场景，主要是依赖于底层的链表结构。
LinkedList的高频面试点
1，什么是 LinkedList，主要运用场景是？
2，什么时候使用ArrayLis，什么时候使用inkedList，二者的区别是？
3，LinkedList 底层结构是？
4，能说说 LinkedList 常见的方法吗？
相信你读过上面的文章，可以熟（zahung）练（bi）的回答出来
参考文章：
文贺：面试官系统精讲Java源码及大厂真题
扬帆向海：深入剖析LinkedList的底层源码，再也不怕面试官问了！