源码解析带你了解LinkedHashMap

LinkedHashMap维护插入的顺序。

元素存储关系

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红黄箭头:元素添加顺序

蓝箭头:单链表各个元素的存储顺序

head:链表头部

tail:链表尾部

继承体系

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  • 继承自 HashMap ,因此 HashMap 拥有的荣耀它也都有.

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2 属性
  • 双向链表的头(最老)

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  • 双链表的末尾(最小)

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  • HashMap.Node的子类:常规 LinkedHashMap 节点,增加了 before 和 after 属性,维护双向链表的结构

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  • 此 LinkedHashMap 的迭代排序方法:

    true: 访问顺序

    false(默认): 插入顺序

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3 构造方法

构造方法都是先执行父类 HashMap 的构造方法.

3.1 无参
  • 构造一个空的维护插入顺序的LinkedHashMap实例,其默认初始容量(16)和负载因子(0.75).

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3.2 有参
  • 构造一个空的LinkedHashMap实例,可自己指定初始容量,负载因子和排序模式.

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  • 构造一个维护插入顺序的LinkedHashMap实例,该实例具有与指定map相同的映射关系,创建的LinkedHashMap实例具有默认的加载因子(0.75)和足以容纳指定map中映射的初始容量.

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下面我们开始研究该类的主要特性是如何通过代码实现的.

4 按插入顺序访问

LinkedHashMap 默认 accessOrder 为 false,提供按照插入顺序的访问,并没有重写父类 HashMap 的 put 方法.但在 HashMap 中,put 的是 HashMap 的 Node 类型节点,LinkedHashMap 的 Entry 与其结构并不同,又是怎样建立起双向链表的呢?下面一起看下 LinkedHashMap 插入相关代码.

忽略未重写的 put=>putValue代码部分,我们直接观察重写的

newNode
  • HashMap

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  • LinkedHashMap 重写

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    控制新增节点追加到链表的尾部,这样每次新节点都追加到尾部,即可保证插入顺序了.

    继续研究 linkNodeLast

linkNodeLast

新增节点,并追加到链表的尾部.

`// link at the end of list`

`private` `void` `linkNodeLast(LinkedHashMap.Entry<K,V> p) {`

`LinkedHashMap.Entry<K,V> last = tail;`

`// 新增于尾节点`

`tail = p;`

`// last 为null,说明链表为空`

`if` `(last == ``null``)`

`head = p;`

`// 链表非空,建立新节点和上一个尾节点的前后关系`

`else` `{`

`// 将新节点 p 直接接在链尾`

`p.before = last;`

`last.after = p;`

`}`

`}`

由此得知,通过在 HashMap 基础上新增的头尾节点,节点的 before 和 after 属性,就能实现在每次新增时,把节点直接追加到尾节点,即可达到维护按照插入顺序的链表结构的目的!

  • 图解链表创建步骤

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    蓝色部分是 HashMap 的方法

    橙色部分为 LinkedHashMap 独有方法

注意 LinkedHashMap 虽然也是双向链表,但只提供单向的按插入的顺序从头到尾访问,不及 LinkedList 般可双向无死角访问.

  • LinkedHashMap 通过迭代器访问,而且默认是从头节点开始访问

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    迭代过程中,不断访问 after 节点即可完成遍历.

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    1 处进行校验

    2 处通过节点的 after 属性,找到后继节点

5 链表节点的删除
  • HashMap 中保存的允许 LinkedHashMap 后处理的回调

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    与插入操作一样,LinkedHashMap 删除操作相关的代码也是直接用父类的实现. 在删除节点时,父类不会修复 LinkedHashMap 的双向链表。那么删除及节点后,被删除的节点该如何从双链表中安全移除呢?其实在删除节点后,回调方法 afterNodeRemoval 会被调用。LinkedHashMap 重写了该方法.

`// e 为已经删除的节点`

`void` `afterNodeRemoval(Node<K,V> e) { ``// unlink`

`LinkedHashMap.Entry<K,V> p =`

`(LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;`

`// 将 p 节点的前驱后后继引用置 null,辅助 GC`

`p.before = p.after = ``null``;`

`// p.before 为 null,表明 p 是头节点`

`if` `(b == ``null``)`

`head = a;`

`else`

`// 否则将 p 的前驱节点连接到 p 的后继节点`

`b.after = a;`

`// a 为 null,表明 p 是尾节点`

`if` `(a == ``null``)`

`tail = b;`

`else`

`// 否则将 a 的前驱节点连接到 b`

`a.before = b;`

`}`

删除元素的主要流程:

  1. 根据 hash 定位到桶位置

  2. 遍历链表或调用红黑树相关的删除方法

  3. 从 LinkedHashMap 维护的双链表中移除要删除的节点

    39A95DEF-CBC6-7A79-6AE1-9B00A0488293.png转存失败重新上传取消39A95DEF-CBC6-7A79-6AE1-9B00A0488293.png

6 LRU(Least recently used,最近最少使用)
3.2.1 栗子

经常访问的元素会被追加到队尾,这样不经常访问的数据自然就靠近队头,然后可以通过设置删除策略,比如当 Map 元素个数大于多少时,把头节点删除

3.2.2 元素被移到队尾

get 时,元素会被移动到队尾:

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`public` `V get(Object key) {`

`Node<K,V> e;`

`// 调用 HashMap  get 方法`

`if` `((e = getNode(hash(key), key)) == ``null``)`

`return` `null``;`

`// 如果设置了 LRU 策略`

`if` `(accessOrder)`

`// 这个方法把当前 key 移动到队尾`

`afterNodeAccess(e);`

`return` `e.value;`

`}`

从上述源码中,可以看到,通过 afterNodeAccess 方法把当前访问节点移动到了队尾,其实不仅仅是 get 方法,执行 getOrDefault、compute、computeIfAbsent、computeIfPresent、merge 方法时,也会这么做,通过不断的把经常访问的节点移动到队尾,那么靠近队头的节点,自然就是很少被访问的元素了。

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