1. 概述
LinkedHashMap还是比较简单的, 相对于HashMap, 它是有序的, 那么问题就来了, 它是怎么保持有序的? 它直接继承于HashMap, 重写或增加了一些新的关于保持Map有序的方法, 至于扩容或是数据结构等都于HashMap一样, 下面我们重点分析它是怎么保持有序的这问题.
此外, LinkedHashMap还提供了按照最近访问有序还是按照插入顺序有序(属性: accessOrder), 默认为false(插入顺序有序), 可以通过LinkedHashMap的构造方法将其改为true(最近访问有序).
2. 如何保证有序(敲黑板了)
想要保证有序, 那么元素之间就得有关系, 比如LinkedList, LinkedHashMap的思想也是同理, 只不过它在保证HashMap的数据结构下, 增加了元素之间的联系.
它通过以下几点保证了有序:
- 扩展了HashMap的Node内部类, 增加了before,after两个属性
- 重写了newNode方法
- 重写了HashMap中的三个回调方法
2-1. 扩展了HashMap的Node内部类
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);
}
}
增加了两个属性, 使用这两个属性可以保持元素之间的关系.
有一个问题就是我们重写了HashMap的Node类, 那么HashMap在链表转为树的时候会不会出现类转换异常呢?
答案就在HashMap的TreeNode类上, 它继承了LinkedHashMap.Entry, 所以No problem.
2-2. 重写了newNode和newTreeNode方法
在HashMap的putVal方法中, 新增元素必然需要创建节点, 这里重写了HashMap的newNode方法, 并且调用了内部方法(linkNodeLast), 来维护新增元素与原集合中最后一个元素的关系.
Node<K,V> newNode(int hash, K key, V value, Node<K,V> e) {
// 创建新节点
LinkedHashMap.Entry<K,V> p = new LinkedHashMap.Entry<K,V>(hash, key, value, e);
// 建立新节点与原集合中的最后一个节点之间的关系
linkNodeLast(p);
return p;
}
// link at the end of list
private void linkNodeLast(LinkedHashMap.Entry<K,V> p) {
// 获取最后一个元素
LinkedHashMap.Entry<K,V> last = tail;
// 令最后一个元素为新元素
tail = p;
// 如果最后一个元素为null(p为集合中第一个节点)
if (last == null) {
// head也为p
head = p;
} else {
// 使p的上一个元素为原集合中的最后一个元素
p.before = last;
// 原集合中最后一个元素的下一个元素为p
last.after = p;
}
}
是不是So Easy, 就是维护链表之间的关系.
2-3. 重写了HashMap中的三个回调方法
// Callbacks to allow LinkedHashMap post-actions
void afterNodeAccess(Node<K,V> p) { }
void afterNodeInsertion(boolean evict) { }
void afterNodeRemoval(Node<K,V> p) { }
通过注释得知, 这方法的定义是为了让LinkedHashMap进行回调使用的.
这三个方法综合来说, 就是为了维护在发生元素的变动时, 对他们之间的关系进行维护.
2-3-1. afterNodeAccess
目的是将最后访问的元素移动到last, 注意: 只是改变Node之间的连接关系, 并不会改变元素的位置.
通过方法名可知, 这是在元素进行访问之后进行调用的.
源码如下:
void afterNodeAccess(Node<K,V> e) { // move node to last
LinkedHashMap.Entry<K,V> last;
// accessOrder默认是false, 可以通过构造方法进行设置为true.
// 并且当前访问的元素不是last
if (accessOrder && (last = tail) != e) {
// 获取当前元素, 其前驱以及其后继
LinkedHashMap.Entry<K,V> p =
(LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;
// 因为要把当前元素置为last, 所以它的after为null.
p.after = null;
// 当前元素没有前驱, 所以head为它的后继
if (b == null)
head = a;
else // 否则, 其前驱的after为其后继
b.after = a;
// 后继不为null的话, 后继的前驱即是其前驱.
if (a != null)
a.before = b;
else // 既然 (last = tail) != e 成立了, 那么这里的a应该不会出现为null的情况.
last = b;
//
if (last == null)
head = p;
else {
// 将 last 和 p 进行互换
p.before = last;
last.after = p;
}
// 令tail为p, 最后访问的元素
tail = p;
++modCount;
}
}
2-3-2. afterNodeInsertion
这里是在put元素之后发生的调用, 似乎永远不会进行处理.
源码如下:
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);
}
}
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) {
return false;
}
通过源码发现, removeEldestEntry这个方法永远返回false, 所以条件永远不会成立, 所以nothing.
2-3-3. afterNodeRemoval
在元素被移除之后发生的调用.
源码如下:
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;
}
就是将其前驱的后继指向其后继, 将其后继的前驱指向为其前驱.
3. 遍历
HashMap的遍历思想和LinkedHashMap的遍历思想是不同的.
3-1. HashMap的遍历思想
在数组上从0下标开始遍历, 如果是null, 则+1, 去下一个位置查找元素; 如果不是null, 返回该元素, 然后如果该位置有链表或者红黑树时, 会进入到链表或者红黑树中查找元素返回.
3-2. LinkedHashMap的遍历思想
从head开始遍历, 也就是头结点元素, 通过元素之间的关系, 一直遍历到尾结点tail.
显然是链表的思想.
4. 总结
- LinkedHashMap是对HashMap的扩展, 增加有序的实现.
- 提供插入顺序排序和最近访问排序