深入理解LinkedHashMap

准备工作

由于LinkedHashMap也是继承HashMap,在HashMap类的基础上进行的功能扩展,所以先了解下HashMap :https://www.jianshu.com/p/374546518bb6

LinkedHashMap中链地址的双向循环链表结构

        // 双向循环链表维护冲突值 
        private static class Entry extends HashMap.Entry {  
            // 双向循环链表的前驱节点和后继结点  
            Entry before, after;  
      
            Entry(int hash, K key, V value, HashMap.Entry next) {  
                super(hash, key, value, next);  
        }  
        // 通过前驱后继关系将节点删除    
        private void remove() {  
            // 当前节点的前驱节点的后继为当前节点的后继结点  
            before.after = after;  
            // 当前节点的后继结点的前驱为当前节点的前驱节点  
            after.before = before;  
        }  

说明:使用前驱节点和后继节点删除当前节点

        /**  
         * 将existingEntry指定节点前面插入当前节点。  
         * existingEntry :现有项  
         */  
        private void addBefore(Entry existingEntry) {  
            //this.after =existingEntry;  
            after  = existingEntry;  
            //this.before =existingEntry.before;  
            before = existingEntry.before;  
            before.after = this;  
            after.before = this;  
        }  

说明(重要设计):existingEntry指定节点作为当前节点的后继节点,existingEntry指定节点的前驱节点作为当前节点的前驱节点,对于before和after本身就是当前节点的前驱节点和后继节点,再修改下,让前驱节点的后继指针指向当前节点,让后继节点的前驱指针指向当前节点即可。完成了将existingEntry指定节点前面插入当前节点。

        /**  
         *  如果LinkedHashMap的排序顺序为访问顺序,那么就将当前节点插入到头结点前面  
         */  
        void recordAccess(HashMap m) {  
            LinkedHashMap lm = (LinkedHashMap)m;  
            //如果排序顺序为访问顺序  
            if (lm.accessOrder) {  
                // LinkedHashMap修改次数加1
                lm.modCount++;  
                // 删除当前节点  
                remove();  
                // 在头节点前面插入当前节点  
                addBefore(lm.header);  
            }  
        }  

说明:如果排序顺序为访问顺序,那么将在头结点前面插入当前节点。

        void recordRemoval(HashMap m) {  
            remove();  
        }  
    }  

属性

    // 双向链表的头结点    
    private transient Entry header;  

说明:双向链表的头节点。

    // 排序模式:对于访问顺序,为 true;对于插入顺序,则为 false。   
    private final boolean accessOrder; 

说明:节点的排序方式:对于访问顺序,为 true;对于插入顺序,则为 false。

构造方法

构造方法1:传入初始化容量,加载因子,默认采用插入顺序排序的HashMap构造

    public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {  
        super(initialCapacity, loadFactor);  
        accessOrder = false;  
    }  

构造方法2:传入初始化容量,默认加载因子为0.75,默认采用插入顺序排序的HashMap构造

    public LinkedHashMap(int initialCapacity) {  
        super(initialCapacity);  
        accessOrder = false;  
    }  

构造方法3:采用默认初始化容量16,默认加载因子为0.75,默认插入顺序排序的HashMap构造

    public LinkedHashMap() {  
        super();  
        accessOrder = false;  
    }  

构造方法4:构造一个映射关系与指定 Map 相同的 HashMap; 所创建的 HashMap 具有默认的加载因子 (0.75) 和足以容纳指定 Map 中映射关系的初始容量; 采用默认插入顺序排序

    public LinkedHashMap(Map m) {  
        super(m);  
        accessOrder = false;  
    }  

构造方法5:构造一个拥有初始化容量、加载因子、排序顺序的LinkedHashMap

    public LinkedHashMap(int initialCapacity,  
                         float loadFactor,  
                         boolean accessOrder) {  
        super(initialCapacity, loadFactor);  
        this.accessOrder = accessOrder;  
    }  

方法

init方法,初始化双向循环链表

   @Override  
    void init() {  
        header = new Entry<>(-1, null, null, null);  
        header.before = header.after = header;  
    }  

createEntry方法:创建节点,将头结点插入到当前节点的前面。

void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { 
    // 通过下标获取键表中对应的节点Entry
    HashMap.Entry old = table[bucketIndex];
    // 创建一个节点,后继节点指向old
    Entry e = new Entry<>(hash, key, value, old);  
    // 插入节点e
    table[bucketIndex] = e;  
    // e节点设置为头结点的后继节点
    e.addBefore(header);
    size++;  
}

说明:

  1. 虽然HashMap查找元素的方式是,通过键找到hash值,通过hash值找到下标,通过下标找到节点链。
  2. LinkedHashMap在原来的HashMap基础上,将单向节点链中的每个节点又额外构造了一条双向链表,插入值的顺序,就是在头结点的后面插入新节点(类似于不停的插队的节奏)。

transfer方法:将所有元素都放到新的数组中,重写父类的HashMap
的transfer方法。

        /**  
         * 将所有的元素放置到新的数组中  
         * 重写父类HashMap的transfer方法  
         */  
        @Override  
        void transfer(HashMap.Entry[] newTable, boolean rehash) {  
            int newCapacity = newTable.length;  
            // 使用双向链表的头结点进行循环遍历  
            for (Entry e = header.after; e != header; e = e.after) {  
                if (rehash)  
                    e.hash = (e.key == null) ? 0 : hash(e.key);  
                // 通过hash值获取对应的下标索引  
                int index = indexFor(e.hash, newCapacity);  
                // 插入到链表表头  
                e.next = newTable[index];  
                // 新数组的索引对应的值为header  
                newTable[index] = e;  
            }  
        }  

说明:遍历双向链表,从头结点的后继节点开始遍历,然后将遍历到的节点设置到新的键表中。


get方法:返回此映射中映射到指定键的值。

    public V get(Object key) {  
            // 调用父类的getEntry方法,通过键key来获取对应的Entry  
            Entry e = (Entry)getEntry(key);  
             // 如果e为null,那么根本不存在对应的Entry就更没有对应的值了,所以返回null  
            if (e == null)  
                return null;  
            // 将当前节点插入到头结点前面  
            e.recordAccess(this);  
            return e.value;  
        }  

说明:通过键获取节点,通过节点获取值。


迭代:

private class KeyIterator extends LinkedHashIterator {
     public K next() { return nextEntry().getKey(); }
}

Entry nextEntry() {
     if (modCount != expectedModCount)
             throw new ConcurrentModificationException();
     if (nextEntry == header)
             throw new NoSuchElementException();

    Entry e = lastReturned = nextEntry;
    nextEntry = e.after;
    return e;
 }

总结:

  1. LinkedHashMap存储冲突值使用双向循环链表。
  2. LinkedHashMap中键和值都允许存入null值。
  3. LinkedHashMap中值允许重复,如果发现键相同,就更新原来的值。
  4. LinkedHashMap是线程不安全的。
  5. LinkedHashMap中accessOrder属性,true意味着排序模式为访问顺序遍历出来,false意味着排序模式为插入顺序遍历出来。
  6. LinkedHashMap单独维护了一条双向链表,保证了按照插入的顺序设计的,所以取得时候就会保证有序。

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