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LinkedHashMap容器类 源码赏析

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pull/56/head
AmyliaY 5 years ago
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258
docs/JDK/collection/LinkedHashMap.md
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@ -1 +1,257 @@
努力编写中...
HashMap 大家都清楚，底层是 数组 + (红黑树 / 链表)，**元素是无序的**，而 LinkedHashMap 则比 HashMap 多了这一个功能，并且，LinkedHashMap 的有序可以按两种顺序排列，一种是按照插入的顺序，一种是按照访问的顺序（初始化LinkedHashMap对象时设置accessOrder参数为true），而其内部是靠 建立一个双向链表 来维护这个顺序的，在每次插入、删除后，都会调用一个函数来进行 双向链表的维护，这也是实现 LRU Cache 功能的基础。
先说几个比较重要的结论，大家可以根据这些结论从后面的源码解析中 得到证据。
1. LinkedHashMap 继承了 HashMap，所以和 HashMap 的底层数据结构是一样的，都是数组+链表+红黑树，扩容机制也一样；
2. LinkedHashMap 通过双向链表来维护数据的顺序；
3. LinkedHashMap 存储顺序与添加顺序默认是一样得，同时可以根据 accessOrder参数 来决定是否在访问时移动元素，以实现 LRU 功能。
```java
public class LinkedHashMap<K,V> extends HashMap<K,V> implements Map<K,V> {
/**
* 在 HashMap.Node节点 的基础上增加了 “前继节点” 和 “后继节点” 这种双向链表的功能特性
*/
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);
}
}
/**
* 记录这个 LinkedHashMap容器的 头节点
*/
transient LinkedHashMap.Entry<K,V> head;
/**
* 记录这个 LinkedHashMap容器的 尾节点
*/
transient LinkedHashMap.Entry<K,V> tail;
/**
* 是否根据访问 进行排序，true为是，可通过构造方法进行设置
*/
final boolean accessOrder;
// 下面是一些私有的内部公用方法
// 将元素连接到链表尾部
private void linkNodeLast(LinkedHashMap.Entry<K,V> p) {
LinkedHashMap.Entry<K,V> last = tail;
tail = p;
if (last == null)
head = p;
else {
p.before = last;
last.after = p;
}
}
// apply src's links to dst
private void transferLinks(LinkedHashMap.Entry<K,V> src, LinkedHashMap.Entry<K,V> dst) {
LinkedHashMap.Entry<K,V> b = dst.before = src.before;
LinkedHashMap.Entry<K,V> a = dst.after = src.after;
if (b == null)
head = dst;
else
b.after = dst;
if (a == null)
tail = dst;
else
a.before = dst;
}
// 下面是一些 重写的 HashMap 的 hook methods，其中 afterNodeInsertion、afterNodeRemoval
// afterNodeAccess及方法，在每次插入、删除、访问后，都会回调 用来维护双向链表
void reinitialize() {
super.reinitialize();
head = tail = null;
}
Node<K,V> newNode(int hash, K key, V value, Node<K,V> e) {
LinkedHashMap.Entry<K,V> p =
new LinkedHashMap.Entry<K,V>(hash, key, value, e);
linkNodeLast(p);
return p;
}
Node<K,V> replacementNode(Node<K,V> p, Node<K,V> next) {
LinkedHashMap.Entry<K,V> q = (LinkedHashMap.Entry<K,V>)p;
LinkedHashMap.Entry<K,V> t =
new LinkedHashMap.Entry<K,V>(q.hash, q.key, q.value, next);
transferLinks(q, t);
return t;
}
TreeNode<K,V> newTreeNode(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
TreeNode<K,V> p = new TreeNode<K,V>(hash, key, value, next);
linkNodeLast(p);
return p;
}
TreeNode<K,V> replacementTreeNode(Node<K,V> p, Node<K,V> next) {
LinkedHashMap.Entry<K,V> q = (LinkedHashMap.Entry<K,V>)p;
TreeNode<K,V> t = new TreeNode<K,V>(q.hash, q.key, q.value, next);
transferLinks(q, t);
return t;
}
// 在删除元素之后，将元素从双向链表中删除
void afterNodeRemoval(Node<K,V> e) { // unlink
LinkedHashMap.Entry<K,V> p =
(LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;
p.before = p.after = null;
if (b == null)
head = a;
else
b.after = a;
if (a == null)
tail = b;
else
a.before = b;
}
// 可用于删除最老的元素
void afterNodeInsertion(boolean evict) { // possibly remove eldest
LinkedHashMap.Entry<K,V> first;
if (evict && (first = head) != null && removeEldestEntry(first)) {
K key = first.key;
removeNode(hash(key), key, null, false, true);
}
}
// 在访问元素之后，将该元素放到双向链表的尾巴处
void afterNodeAccess(Node<K,V> e) { // move node to last
LinkedHashMap.Entry<K,V> last;
if (accessOrder && (last = tail) != e) {
LinkedHashMap.Entry<K,V> p =
(LinkedHashMap.Entry<K,V>)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;
}
}
void internalWriteEntries(java.io.ObjectOutputStream s) throws IOException {
for (LinkedHashMap.Entry<K,V> e = head; e != null; e = e.after) {
s.writeObject(e.key);
s.writeObject(e.value);
}
}
/**
* 跟 HashMap 的构造方法没啥区别，初始容量、扩容因子 用以减少resize和rehash，提升容器整体性能
*/
public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
super(initialCapacity, loadFactor);
accessOrder = false;
}
public LinkedHashMap(int initialCapacity) {
super(initialCapacity);
accessOrder = false;
}
/**
* 注意！accessOrder参数默认为false，如果想使用 LRU机制，记得设为 true
*/
public LinkedHashMap() {
super();
accessOrder = false;
}
public LinkedHashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
super();
accessOrder = false;
putMapEntries(m, false);
}
/**
* 使用这个构造方法 设置accessOrder
*/
public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder) {
super(initialCapacity, loadFactor);
this.accessOrder = accessOrder;
}
/**
* 是否包含指定元素
*/
public boolean containsValue(Object value) {
for (LinkedHashMap.Entry<K,V> e = head; e != null; e = e.after) {
V v = e.value;
if (v == value || (value != null && value.equals(v)))
return true;
}
return false;
}
/**
* 获取指定key对应的value，如果accessOrder为true，会回调afterNodeAccess方法
* 将元素放到队尾
*/
public V get(Object key) {
Node<K,V> e;
if ((e = getNode(hash(key), key)) == null)
return null;
if (accessOrder)
afterNodeAccess(e);
return e.value;
}
/**
* {@inheritDoc}
*/
public V getOrDefault(Object key, V defaultValue) {
Node<K,V> e;
if ((e = getNode(hash(key), key)) == null)
return defaultValue;
if (accessOrder)
afterNodeAccess(e);
return e.value;
}
/**
* {@inheritDoc}
*/
public void clear() {
super.clear();
head = tail = null;
}
/**
* 获取key的set集合
*/
public Set<K> keySet() {
Set<K> ks = keySet;
if (ks == null) {
ks = new LinkedKeySet();
keySet = ks;
}
return ks;
}
/**
* 返回 键值对 的Set集合
*/
public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
Set<Map.Entry<K,V>> es;
return (es = entrySet) == null ? (entrySet = new LinkedEntrySet()) : es;
}
}
```
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