LinkedHashMap学习笔记

一、LinkedHashMap

1.1 数据结构示意图

来源网络

由上图可以看出LinkedHashMap的底层类似于HashMap,不过它还维护了一个双向链表。这就保证了它的插入顺序。也就是说说默认情况下,遍历是按照插入节点的顺序。但是在构造时候传入accessOrder参数(默认时是false),使得其遍历顺序按照访问的顺序输出(在调用get方法后,会把当前的元素移动到链表的末尾)。


1.2 成员变量

    /**
     * The head (eldest) of the doubly linked list.
     */
    transient LinkedHashMap.Entry head;

    /**
     * The tail (youngest) of the doubly linked list.
     */
    transient LinkedHashMap.Entry tail;

    /**
     * The iteration ordering method for this linked hash map: true
     * for access-order, false for insertion-order.
     *
     * @serial
     */
    final boolean accessOrder;

head 、tail 分别指向内部双向链表的表头和表尾,accessOrder指定了遍历时的顺序(在AccessOrder的情况下,使用get方法也是结构性的修改!使用它获取value会出现运行时修改的异常)
Entry节点

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

继承自HashMap的Node节点,但是在其基础上进行了拓展,改成了一个双向链表。

1.3 构造函数

        //默认是false,则迭代时输出的顺序是插入节点的顺序。若为true,则输出的顺序是按照访问节点的顺序。
    //为true时,可以在这基础之上构建一个LruCach
    final boolean accessOrder;

    public LinkedHashMap() {
        super();
        accessOrder = false;
    }
    //指定初始化时的容量,
    public LinkedHashMap(int initialCapacity) {
        super(initialCapacity);
        accessOrder = false;
    }
    //指定初始化时的容量,和扩容的加载因子
    public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
        super(initialCapacity, loadFactor);
        accessOrder = false;
    }
    //指定初始化时的容量,和扩容的加载因子,以及迭代输出节点的顺序
    public LinkedHashMap(int initialCapacity,
                         float loadFactor,
                         boolean accessOrder) {
        super(initialCapacity, loadFactor);
        this.accessOrder = accessOrder;
    }
    //利用另一个Map 来构建,
    public LinkedHashMap(Map m) {
        super();
        accessOrder = false;
        //该方法上文分析过,批量插入一个map中的所有数据到 本集合中。
        putMapEntries(m, false);
    }

与HashMap的基本相同,但是增加了一个accessOrder变量,规定了遍历时的访问顺序,默认是按插入顺序。

1.4 重写HashMap的方法

    //将LinkedHashMap重置到默认状态
        void reinitialize() {
        super.reinitialize();//重置哈希表
        head = tail = null;//重置双链表
    }

    //创建一个普通entry,将entry插入到双向循环链表的末尾,最后返回entry
    Node newNode(int hash, K key, V value, Node e) {
        LinkedHashMap.Entry p =
            new LinkedHashMap.Entry(hash, key, value, e);
        linkNodeLast(p);
        return p;
    }
    //将新增的节点,连接在链表的尾部
    private void linkNodeLast(LinkedHashMap.Entry p) {
        LinkedHashMap.Entry last = tail;
        tail = p;
        //集合之前是空的
        if (last == null)
            head = p;
        else {//将新节点连接在链表的尾部
            p.before = last;
            last.after = p;
        }
    }

1.5 put方法

在源码中并没有找到put。LinkedHashMap继承自HashMap,它直接使用了HashMap的put方法,但是在创建节点时,它调用的是自己重写的newNode(...)方法(见上面)

1.6 get 方法

    public V get(Object key) {
        Node e;
        if ((e = getNode(hash(key), key)) == null)
            return null;//根据键的hash值调用getNode寻找节点,如过不存在,返回null;
        if (accessOrder)//如果是访问顺序,将这个节点放到链表的末尾,
            afterNodeAccess(e);
        return e.value;//否则返回这个节点的值
    }
    //将这个节点放到链表的末尾
    void afterNodeAccess(Node e) { // move node to last
        LinkedHashMap.Entry last;
        if (accessOrder && (last = tail) != e) {
            LinkedHashMap.Entry p =
                (LinkedHashMap.Entry)e, b = p.before, a = p.after;
            p.after = null;
            if (b == null)
                head = a;
            else
                b.after = a;
            if (a != null)
                a.before = b;
            else
                last = b;
            if (last == null)
                head = p;
            else {
                p.before = last;
                last.after = p;
            }
            tail = p;
            ++modCount;
        }
    }
     final Node getNode(int hash, Object key) {
        Node[] tab; Node first, e; int n; K k;
        if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
            (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
            if (first.hash == hash && // always check first node
                ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return first;
            if ((e = first.next) != null) {
                if (first instanceof TreeNode)
                    return ((TreeNode)first).getTreeNode(hash, key);
                do {
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        return e;
                } while ((e = e.next) != null);
            }
        }
        return null;
    }

getNode方法获取节点(与HashMap的一样 ):

  • 如果第一个就匹配上了,直接返回
  • 否则,判断节点类型是否是红黑树,是就遍历树
  • 否则就是链表了,遍历
  • 最后返回

1.7 remove方法

      public V remove(Object key) {
        Node e;
        return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ?
            null : e.value;
    }

类似于HashMap的removeNode,但是里面有调用重写的afterNodeRemoval(...),保证了元素删除后,hash表和链表的一致性

      //在删除节点e时,同步将e从双向链表上删除
    void afterNodeRemoval(Node e) { // unlink
        LinkedHashMap.Entry p =
            (LinkedHashMap.Entry)e, b = p.before, a = p.after;
        //待删除节点 p 的前置后置节点都置空
        p.before = p.after = null;
        //如果前置节点是null,则现在的头结点应该是后置节点a
        if (b == null)
            head = a;
        else//否则将前置节点b的后置节点指向a
            b.after = a;
        //同理如果后置节点时null ,则尾节点应是b
        if (a == null)
            tail = b;
        else//否则更新后置节点a的前置节点为b
            a.before = b;
    }

1.8 遍历

      public Set> entrySet() {
        Set> es;
        //返回LinkedEntrySet
        return (es = entrySet) == null ? (entrySet = new LinkedEntrySet()) : es;
    }
    }
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由上可以知道在使用迭代器时,从内部维护的双链表的表头开始循环输出,这就说明了初始容量对遍历没有影响


二、小结

LinkedHashMap继承了HashMap,它的大部分方法都是直接拿过来使用的。与HashMap最大的不同就是通过内部维护的双向链表可以保证了插入顺序。增加的accessOrder变量可以改变它迭代遍历时的顺序。在每次插入数据,或者访问、修改数据时,会增加节点、或调整链表的节点顺序。以决定迭代时输出的顺序。

  • accessOrder默认是false,则迭代时输出的顺序是插入节点的顺序。若为true,则输出的顺序是按照访问节点的顺序。(将当前被访问的节点移动到双向链表的尾部)
  • 没有重写put方法,但是内部重写了newNode(...),保证新建节点时将其插入到双向链表的尾部
  • 重写了entrySet()方法。里面的迭代器的next()方法会从内部尾部的双向链表的表头循环输出。

参考:

  • https://blog.csdn.net/zxt0601/article/details/77429150
  • https://blog.csdn.net/panweiwei1994/article/details/76555359
  • https://zhuanlan.zhihu.com/p/28216267
  • https://blog.csdn.net/fan2012huan/article/details/51097331
  • https://www.cnblogs.com/chinajava/p/5808416.html

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