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LinkedHashMap,源码解读就是这么简单(一)
2019-09-07 07:10:00 】 浏览:20
Tags:LinkedHashMap 源码 解读 就是 这么 简单

概述

LinkedHashMap是HashMap的子类,它的大部分实现与HashMap相同,两者最大的区别在于,HashMap的对哈希表进行迭代时是无序的,而LinkedHashMap对哈希表迭代是有序的,LinkedHashMap默认的规则是,迭代输出的结果保持和插入key-value pair的顺序一致(当然具体迭代规则可以修改)。LinkedHashMap除了像HashMap一样用数组、单链表和红黑树来组织数据外,还额外维护了一个双向链表,每次向linkedHashMap插入键值对,除了将其插入到哈希表的对应位置之外,还要将其插入到双向循环链表的尾部。

底层实现

先来看一下LinekedHashMap的定义:

public class LinkedHashMap
    extends HashMap
    implements Map

?

除了继承自HashMap以外并无太多特殊之处,这里特地标注实现了Map接口应该也只是为了醒目。

大家最关心的应该是LinkedHashMap如何实现有序迭代,下面将逐步通过源码来解答这一问题。

先看一下一个重要的静态内部类Entry:

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

?

该类继承自HashMap的Node内部类,前面已经介绍过,Node是一个单链表结构,这里Entry添加了前继引用和后继引用,则是一个双向链表的节点。在双向链表中,每个节点可以记录自己前后插入的节点信息,以维持有序性,这也是LinkedHashMap实现有序迭代的关键。

按插入顺序有序和按访问顺序有序

按插入有序

按插入有序即先添加的在前面,后添加的在后面,修改操作不影响顺序。以如下代码为例:

Map seqMap = new LinkedHashMap<>();

seqMap.put("c", 100);
seqMap.put("d", 200);
seqMap.put("a", 500);
seqMap.put("d", 300);

for(Entry entry : seqMap.entrySet()){
    System.out.println(entry.getKey()+" "+entry.getValue());
}

?

 运行结

运行结果是:

c 100
d 300
a 500

?

可以看到,键是按照”c”, “d”, “a”的顺序插入的,修改”d”的值不会修改顺序。

按访问有序

按访问有序是,序列末尾存放的是最近访问的key-value pair,每次访问一个key-value pair后,就会将其移动到末尾。

Map accessMap = new LinkedHashMap<>(16, 0.75f, true);

accessMap.put("c", 100);
accessMap.put("d", 200);
accessMap.put("a", 500);
accessMap.get("c");
accessMap.put("d", 300);

for(Entry entry : accessMap.entrySet()){
    System.out.println(entry.getKey()+" "+entry.getValue());
}

?

运行结果为:

a 500 
c 100 
d 300

?

针对不同的应用场景,LinkedHashMap可以在这两种排序方式中进行抉择。


LinkedHashMap定义了三个重要的字段:

//双链表的头节点
transient LinkedHashMap.Entry head;
//双链表的尾节点
transient LinkedHashMap.Entry tail;
/** * 这个字段表示哈希表的迭代顺序 * true表示按访问顺序迭代 * false表示按插入顺序迭代 * LinkedHashMap的构造函数均将该值设为false,因此默认为false */
final boolean accessOrder;

?

关于它们的具体作用已在注释中标出。

LinkedHashMap有五个构造方法,其中有一个可以指定accessOrder的值:

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

?

重要方法

在HashMap中定义了几个“钩子”方法(关于钩子的详细内容,请参考笔者的博客设计模式(9)——模板方法模式),这里特地列出其中的三个:

  • afterNodeRemoval(e)
  • afterNodeInsertion
  • afterNodeInsertion

它们与迭代有序性的实现息息相关。

此外还有两个重要的APIgetcontainsValue,这里也分析一下它们的源码实现,至于put方法,LinkedHashMap并没有覆写该方法,因此其实现与HashMap相同。

afterNodeRemoval(e)方法

void afterNodeRemoval(Node e) { // unlink
    LinkedHashMap.Entry p =
        (LinkedHashMap.Entry)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;
}

?

在HashMap的removeNode方法中调用了该钩子方法,对于LinkedHashMap,在执行完对哈希桶中单链表或红黑树节点的删除操作后,还需要调用该方法将双向链表中对应的Entry删除。

afterNodeInsertion方法

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