Java1.8-LinkedHashMap源码分析

概述

  API文档中介绍，LinkedHashMap是基于Hash表和链表来实现的一种数据结构，并且依靠着双向链表保证了插入数据的顺序。

LinkedHashMap继承自HashMap，有着和HashMap一样的数据结构，即数组+链表+红黑树+双向链表，LinkedHashMap会将所有插入的节点连接成一个双向链表，因此它可以保证数据的插入顺序。

继承关系

public class LinkedHashMap
    extends HashMap
    implements Map
{

  由于LinkedHashMap继承自HashMap，所以HashMap中除了私有的方法与属性，其他的都可以在LinkedHashMap中直接访问。

属性

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

/**
 * 链表头节点
 */
transient LinkedHashMap.Entry head;

/**
 * 链表尾节点
 */
transient LinkedHashMap.Entry tail;

/**
 * 控制访问顺序
 */
final boolean accessOrder;

方法

put方法

LinkedHashMap的put方法并没有重写，而是直接使用HashMap的put方法，而是重写了put方法中回调的afterNodeAccess和afterNodeInsertion方法。

/**
 * 节点访问之后，也就是说put之后就相当于访问节点了，这时候就
 * 更新双向链表，将最近访问的节点放到最后，保证链表的顺序
 */
void afterNodeAccess(Node e) { // move node to last
    LinkedHashMap.Entry last;
    // 如果访问顺序为true，并且访问的不是尾节点
    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;
    }
}

/**
 * 如果设置了evict属性，也就是移除的规则，就执行相应的移除操作
 */
void afterNodeInsertion(boolean evict) { // possibly remove eldest
    LinkedHashMap.Entry first;
    if (evict && (first = head) != null && removeEldestEntry(first)) {
        K key = first.key;
        removeNode(hash(key), key, null, false, true);
    }
}

get方法

/**
 * 这里就用到了accessOrder，如果accessOrder是true，将该节点移到链表尾部
 */
public V get(Object key) {
    Node e;
    if ((e = getNode(hash(key), key)) == null)
        return null;
    if (accessOrder)
        afterNodeAccess(e);
    return e.value;
}

  上面这些方法，其实就是LinkedHashMap为了维护双向链表中的节点顺序所做的事情。

其中，要注意一下属性：accessOrder。通过设置该属性为true或者false，我们可以控制双向链表是按照访问顺序排列还是按照插入顺序排列。

为什么会有访问顺序一说呢？其实，访问顺序对于实现高速缓存的“最近最少使用”原则十分重要。类似于我们希望将访问频率高的元素放在内存中，而访问频率低的元素则放到数据库中。这里的话，也就是说将访问频率高的元素排到前面。

我们通过一个小例子简单看一下该属性的应用：

public static void main(String[] args) {
    Map linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();
    linkedHashMap.put("A", 1);
    linkedHashMap.put("B", 2);
    linkedHashMap.put("C", 3);
    System.out.println(linkedHashMap);
    
    // 通过调用LinkedHashMap的构造方法，设置accessOrder的值
    Map map = new LinkedHashMap<>(16, 0.75f, true);
    map.put("A", 1);
    map.put("B", 2);
    map.put("C", 3);
    map.get("A");
    System.out.println(map);
}

打印结果：

{A=1, B=2, C=3}
{B=2, C=3, A=1}

  其实，LinkedHashMap比较简单，说白了就是在原先HashMap的基础上再加一个双向链表，维护数据的顺序而已。LinkedHashMap中的大部分方法就是为了维护这个顺序。