一、LinkedHashMap概述
LinkedHashMap是HashMap的一个子类,它保留插入的顺序,如果需要输出的顺序和输入时的相同,那么就选用LinkedHashMap。
LinkedHashMap是Map接口的哈希表和链接列表实现,具有可预知的迭代顺序。此实现提供所有可选的映射操作,并允许使用null值和null键。
LinkedHashMap实现与HashMap的不同之处在于,后者维护着一个运行于所有条目的双重链接列表。此链接列表定义了迭代顺序,该迭代顺序可以是插入顺序或者是访问顺序。
注意,此实现不是同步的。如果多个线程同时访问链接的哈希映射,而其中至少一个线程从结构上修改了该映射,则它必须保持外部同步。
根据链表中元素的顺序可以分为:按插入顺序的链表,和按访问顺序(调用get方法)的链表。
默认是按插入顺序排序,如果指定按访问顺序排序,那么调用get方法后,会将这次访问的元素移至链表尾部,不断访问可以形成按访问顺序排序的链表。 可以重写removeEldestEntry方法返回true值指定插入元素时移除最老的元素。
二、LinkHashMap源码解析
我们平时用LinkedHashMap的时候,都会写下面这段
LinkedHashMap<String, Object> map = new LinkedHashMap<>(); map.put("student", "333"); map.put("goods", "222"); map.put("product", "222");
然后我们通常都会去看 put 方法,但是我们点到LinkedHashMap内部后,发现没有put方法,这是为什么呢?
其实这个不难,因为LinkedHashMap继承子HashMap
public class LinkedHashMap<K,V> extends HashMap<K,V> implements Map<K,V> { }
这就好理解了。因为put是集成自HashMap,那么LinkedHashMap的数据也是 数组+链表 的形式存储的吗?我们慢慢往下看
在HashMap中,put一个数据的时候,会调用一个newNode方法来创建节点,而LinkedHashMap重写了该方法
Node<K,V> newNode(int hash, K key, V value, Node<K,V> e) { LinkedHashMapEntry<K,V> p = new LinkedHashMapEntry<K,V>(hash, key, value, e); linkNodeLast(p); return p; }
在每次创建节点的时候,都调用了一次linkNodeLast方法,来拼接链表。
tail代表链表尾巴,head代表链表脑袋
entry.before代表前驱
entry.after代表后置
private void linkNodeLast(LinkedHashMapEntry<K,V> p) { LinkedHashMapEntry<K,V> last = tail; tail = p; //判断尾部是否是空的,为空就认为链表没创建,拼接在头上 if (last == null) head = p; else { //在最后一个节点的before上放前一个节点 p.before = last; //在after上放置当前节点 last.after = p; } }
通过这个方法,我们就对LinkedHashMap有了一个初步的了解了。before和after分别指向前驱和后置,这是典型的双向链表的结构:
当我们 put 数据的时候,除了创建节点之外,还有一个操作,就是HashMap会回调一个 afterNodeInsertion方法,我们看一下LinkedHashMap的实现
void afterNodeInsertion(boolean evict) { // possibly remove eldest LinkedHashMapEntry<K,V> first; if (evict && (first = head) != null && removeEldestEntry(first)) { K key = first.key; removeNode(hash(key), key, null, false, true); } } protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) { return false; }
其实这个方法是移出最老的节点,但这段代码在jdk1.8里就不在被执行了,除非你自己集成LinkedHashMap重写removeEldestEntry方法。因为removeEldestEntry=false,OK,当我们在put数据的时候,整个双链表就建立起来了,接下来我们看下get有什么操作吧
final boolean accessOrder; public V get(Object key) { Node<K,V> e; if ((e = getNode(hash(key), key)) == null) return null; //顺序访问模式 if (accessOrder) afterNodeAccess(e); return e.value; }
LinkedHashMap的get操作首先会从 HashMap 维护的数据中通过hash获取Node,然后判断accessOrder属性,如果等于true就调用afterNodeAccess方法
那么accessOrder是个什么呢?有什么用呢?
其实accessOrder是个标记位,用来标记数据是否按照访问顺序处理,如果设置为true,那么我们每次访问数据,这个数据都会被移动到链表尾部,就会导致链表尾部的访问频次是最高的(年老的变量),链表头部是访问频次最低的(年轻的变量),这个特性正好适合做LRU缓存。如果设置为false,也就是默认的模式,那么就是按照存储顺序存储数据,访问也不会触发置尾操作。我们接下来看一下它是怎么做到的置尾吧。
首先通过这个构造方法,把accessOrder初始化成true,默认是false
public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder) { super(initialCapacity, loadFactor); this.accessOrder = accessOrder; }
然后我们试一下效果
Map<String, String> map = new LinkedHashMap<>( 1 << 4, 0.75f, true ); map.put("node1", "node1"); map.put("node2", "node1"); map.put("node3", "node1"); map.put("node4", "node1"); map.get("node1"); System.out.println(map); -------------------------------------------------------------------- {node2=node1, node3=node1, node4=node1, node1=node1}
和预期一样,访问了一次node1,它就把node1放在链表的尾巴上了,这个操作主要是在afterNodeAccess内,我们接下来看下是怎么实现的吧
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; //如果我们get的数据是表头的数据,那么表头就需要更新为表头的后置 //比如node1->node2->node3,我们获取node1的时候,node1要跑到队尾 //所以node2就是老大 if (b == null) head = a; else //否则的话,把get的数据的前置节点和get的数据的后置节点连接 //比如,get node2,node2的before正是node1 //因为node2要去队尾了,所以node1就不能在绑定after为node2了,要改成node3 b.after = a; //a等于空说明p是队尾。因为只有队尾的后置节点是空的 if (a != null) //把操作数据的后置节点连接上操作数据的前置节点 //比如,get node2,node的after便是node3 //node3的before在没改变的时候是node2,结果node2要去队尾,所以要连接都node1去 a.before = b; else //a等于空说明什么?说明p的后置节点是空的。说明p可能是队尾 last = b; //假设last等于b的时候。结果b是空的,按照规则,before为空就要成为头 if (last == null) head = p; else { //把操作数据的前置节点设置成队尾,准备去队尾了。。。 p.before = last; //把刚才队尾的后置节点,设置成刚刚操作的node2,实锤了,真的都队尾了 last.after = p; } //执行队尾赋值 tail = p; ++modCount; } }
总结一下:
1.先把操作数据的前置和后置找处理
2.然后把它前置和它后置做链接
3.把它的前置链接到之前的队尾上,再把之前的队尾的后置链接到它身上
4.最后把队尾改成操作的数据即可
最后聊一下resize吧。既然是集成自HashMap,那么肯定也是到达了扩容阀值就要扩容的
我们去找LinkedhashMap内部,发现没有重写resize,那就说明它的扩容是由父类HashMap完成的。
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