1类签名与注释
public class LinkedHashMap<K,V> extends HashMap<K,V> implements Map<K,V>
哈希表和链表实现的Map接口,具有可预测的迭代次序。 这种实现不同于HashMap,它维持于所有entrys的双向链表。
此类提供了所有可选的Map操作,并允许空元素。 像HashMap,它提供了基本操作(add,contains和remove)稳定的性能。
性能可能略低于HashMap ,这是由于维护链表的额外费用。但是有一个例外:LinkedHashMap的收集视图的迭代器与map的size成正比,而与容量无关。 HashMap的迭代可能更昂贵,与其容量成正比。
与HashMap一样,影响其性能的两个因素:初始容量、负载因子。但是对于LinkedHashMap来说初始容量选高一点对性能的影响不太严重,前面也说了其迭代和容量无关。
注意区别size与capacity,前者是集合里面的实际值的数量,后者是集合的容量。
请注意,此实现不同步。 如果多个线程同时访问链接的散列映射,并且至少一个线程在结构上修改映射,则必须在外部进行同步。 这通常通过在自然地封装地图的一些对象上同步来实现。 如果没有这样的对象存在,应该使用Collections.synchronizedMap
方法“包装”map。 这最好在创建时完成,以防止意外的不同步访问map:
Map m = Collections.synchronizedMap(new LinkedHashMap(...));
该类所有集合视图方法返回的iterator方法返回的迭代器是快速失败的:如过再迭代过程中,除了迭代器的remove之外的任何方法修改了集合结构,迭代器会马上抛出一个ConcurrentModificationException
异常。
(2)数据结构
LinkedHashMap是基于HashMap实现的,不同的是在其Entry内部加了before和after节点,然后在LinkedHashMap类里面加了head和tail节点。
下面先是LinkedHashMap的Entry实现
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); } }
LinkedHashMap.Entry继承自HashMap的Entry(Node是HashMap里面对Entry的具体实现)。
下面是LinkedHashMap与HashMap相比特有的属性
transient LinkedHashMap.Entry<K,V> head; transient LinkedHashMap.Entry<K,V> tail; final boolean accessOrder;
head记录双向链表的头节点
tail记录双向链表的尾节点
accessOrder规定了该链表的迭代顺序:false表示insertion-order(默认),true表示access-order
关于LinkedHashMap的构造器是调用其父类的构造器实现的,这里就不多做介绍了。
3常用方法
(1)containsValue方法
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; }
containsValue的作用是查找该map是否有key值映射该value,若是则返回true,否则返回false。
这里理解一点map集合的所有entry都串起来成为了一个双向链表,可以通过befor向前遍历和也可以通过after向后遍历(containsValue就是通过after向后遍历的)。
注意区别after与next:
通过next将同一个存储桶里(key计算的hash值相同)的entry串成一个单向链表,这是HashMap里面实现的数据结构。
after只是指下一个节点,可能是当前存储桶的(和next指向同样的值),也可能是其他存储桶的节点(和next指向不同值),这是在LinkedHashMap中实现的。
(2)get方法
1 public V get(Object key) { 2 Node<K,V> e; 3 if ((e = getNode(hash(key), key)) == null) 4 return null; 5 if (accessOrder) 6 afterNodeAccess(e); 7 return e.value; 8 }
默认情况(accessOrder为false,也就是insertion-order),通过HashMap的getNode方法找到对应的节点,然后将其value返回。但是当accessOrder为true,也就是access-order时,在返回找到的节点的value之前,会将该节点移动到双向量表的链尾。afterNodeAccess实现了该操作(链表的基本操作,这里就不贴代码了)。
(3)put方法
LinkedHashMap没有实现自己的put方法,而是从其父类HashMap继承过来的。那么问题来了,HashMap并没有维护双向链表,LinkedHashMap插入的时候是如何构造双向链表的?
首先回顾一下HashMap的put
1 public V put(K key, V value) { 2 return putVal(hash(key), key, value, false, true); 3 } 4 5 final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, 6 boolean evict) { 7 Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; 8 if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) 9 n = (tab = resize()).length; 10 if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) 11 tab[i] = newNode(hash, key, value, null); 12 else { 13 Node<K,V> e; K k; 14 if (p.hash == hash && 15 ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) 16 e = p; 17 else if (p instanceof TreeNode) 18 e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value); 19 else { 20 for (int binCount = 0; ; ++binCount) { 21 if ((e = p.next) == null) { 22 p.next = newNode(hash, key, value, null); 23 if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st 24 treeifyBin(tab, hash); 25 break; 26 } 27 //省略部分代码 afterNodeInsertion(evict); 28 } 29 30 Node<K,V> newNode(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) { 31 return new Node<>(hash, key, value, next); 32 }
每次插入新的节点都是通过newNode(此处省略红黑树,按照之前jdk版本的来:数组/链表实现HashMap),HashMap自己的newNode方法是new一个自己的Node对象。而LinkedHashMap也实现了newNode方法,如下
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; }
LinkedHashMap的newNode主要分两步:首先new一个LinkedHashMap.Entry的对象p,然后调用linkNodeLast在双链表尾部插入新的p节点。而通过LinkedHashMap的对象调用put方法,put方法内部则会调用LinkedHashMap的newNode方法,而不是HashMap的newNode(这好像就是灵活的java多态)。linkNodeLast的具体实现如下
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; } }
linkNodeLast把待插入的节点放到尾节点,然后维护before和after引用。这样确保了LinkedHashMap的插入的顺序,当迭代该集合的时候也是按照该顺序来的。
还有一点需要注意,当插入完成后会调用afterNodeInsertion。该方法在LinkedHashMap的实现:当参数为true时删除最老的节点,按照插入顺序的话也就是头节点。
(4)remove方法
同理,LinkedHashMap没有实现自己的remove方法,也是从其父类HashMap继承过来的。
HashMap的remove主要流程如下
public V remove(Object key) { Node<K,V> e; return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ? null : e.value; } final Node<K,V> removeNode(int hash, Object key, Object value, boolean matchValue, boolean movable) { //省略部分代码 //该部分工作是找到待删除节点node,并删除 afterNodeRemoval(node); //... } // Callbacks to allow LinkedHashMap post-actions void afterNodeRemoval(Node<K,V> p) { }
HashMap的remove找到待删除节点node,将其删除之后还会调用afterNodeRemoval方法,该方法在HashMap中的什么都没做,并且官方注释清楚的指出就是用来LinkedHashMap做一些后置行动的(维护双向链表)。
LinkedHashMap中的afterNodeRemoval实现如下
void afterNodeRemoval(Node<K,V> e) { 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; }
将e节点的前一个节点的after指向e的后一个节点,将e的后一个节点的before指向e的前一个节点。