概要
和以前版本内部结构稍有不同。 由于超类HashMap现在为其某些节点使用树,因此类LinkedHashMap.Entry现在被视为中间节点类,该类也可以转换为树形式。
该类的名称LinkedHashMap.Entry在其当前上下文中以多种方式混淆,但无法更改。 否则,即使它未被导出到此包之外,已知某些现有源代码在调用removeEldestEntry时依赖于符号解析转角规则规则,该规则会抑制由于含糊不清的用法而导致的编译错误。 所以,我们保留这个名称以保持未修改的可编译性。
节点类的更改还需要使用两个字段(头部,尾部)而不是指向头部节点的指针,以维护双向链接的前/后列表。 此类在访问,插入和删除之前还使用了不同风格的回调方法。
一个关联数组、哈希表,非线程安全,允许key为null,value为null
内部维护了一个双向链表,在每次插入数据,或者访问、修改数据时,会增加节点、或调整链表的节点顺序。以决定迭代时输出的顺序。
默认情况,遍历时的顺序是按照插入节点的顺序。这也是其与HashMap
最大的区别
也可以在构造时传入accessOrder
参数,使得其遍历顺序按照访问的顺序输出
因继承自HashMap
,所以HashMap的特点,除了输出无序,其他
LinkedHashMap`都有,比如扩容的策略,哈希桶长度一定是2的N次方等。
LinkedHashMap
在实现时,就是override了几个方法。以满足其输出序列有序的需求。
示例代码
根据这段实例代码,先从现象看一下LinkedHashMap
的特征:
在每次插入数据,或者访问、修改数据时,会增加节点、或调整链表的节点顺序。以决定迭代时输出的顺序。
Map<String, String> map = new LinkedHashMap<>(); map.put("1", "a"); map.put("2", "b"); map.put("3", "c"); map.put("4", "d"); Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator = map.entrySet().iterator(); while (iterator.hasNext()) { System.out.println(iterator.next()); } System.out.println("以下是accessOrder=true的情况:"); map = new LinkedHashMap<String, String>(10, 0.75f, true); map.put("1", "a"); map.put("2", "b"); map.put("3", "c"); map.put("4", "d"); map.get("2");//2移动到了内部的链表末尾 map.get("4");//4调整至末尾 map.put("3", "e");//3调整至末尾 map.put(null, null);//插入两个新的节点 null map.put("5", null);//5 iterator = map.entrySet().iterator(); while (iterator.hasNext()) { System.out.println(iterator.next()); }
输出:
1=a2=b3=c4=d 以下是accessOrder=true的情况:1=a2=b4=d3=enull=null5=null
节点
LinkedHashMap
的节点Entry<K,V>
继承自HashMap.Node<K,V>
,在其基础上扩展了一下。改成了一个双向链表
同时类里有两个成员变量head tail
,分别指向内部双向链表的表头、表尾
构造函数
//默认是false,则迭代时输出的顺序是插入节点的顺序。若为true,则输出的顺序是按照访问节点的顺序。 //为true时,可以在这基础之上构建一个LruCach final boolean accessOrder; public LinkedHashMap() { super(); accessOrder = false; } //指定初始化时的容量, public LinkedHashMap(int initialCapacity) { super(initialCapacity); accessOrder = false; } //指定初始化时的容量,和扩容的加载因子 public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { super(initialCapacity, loadFactor); accessOrder = false; } //指定初始化时的容量,和扩容的加载因子,以及迭代输出节点的顺序 public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder) { super(initialCapacity, loadFactor); this.accessOrder = accessOrder; } //利用另一个Map 来构建, public LinkedHashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) { super(); accessOrder = false; //该方法上文分析过,批量插入一个map中的所有数据到 本集合中。 putMapEntries(m, false); }
小结:
构造函数和HashMap
相比,就是增加了一个accessOrder
参数。用于控制迭代时的节点顺序。
增
没有重写任何put方法
但是其重写了构建新节点的newNode()
方法.newNode()
会在HashMap
的putVal()
方法里被调用,putVal()
方法会在批量插入数据putMapEntries(Map<? extends K, ? extends V> m, boolean evict)
或者插入单个数据public V put(K key, V value)
时被调用。
LinkedHashMap
重写了newNode()
,在每次构建新节点时,通过linkNodeLast(p);
将新节点链接在内部双向链表的尾部。
//在构建新节点时,构建的是`LinkedHashMap.Entry` 不再是`Node`. 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; } //将新增的节点,连接在链表的尾部 private void linkNodeLast(LinkedHashMap.Entry<K,V> p) { LinkedHashMap.Entry<K,V> last = tail; tail = p; //集合之前是空的 if (last == null) head = p; else {//将新节点连接在链表的尾部 p.before = last; last.after = p; } }
以及HashMap
专门预留给LinkedHashMap
的afterNodeAccess() afterNodeInsertion() afterNodeRemoval()
方法。
// Callbacks to allow LinkedHashMap post-actions void afterNodeAccess(Node<K,V> p) { } void afterNodeInsertion(boolean evict) { } void afterNodeRemoval(Node<K,V> p) { }
//回调函数,新节点插入之后回调 , 根据evict 和 判断是否需要删除最老插入的节点。如果实现LruCache会用到这个方法。 void afterNodeInsertion(boolean evict) { // possibly remove eldest LinkedHashMap.Entry<K,V> first; //LinkedHashMap 默认返回false 则不删除节点 if (evict && (first = head) != null && removeEldestEntry(first)) { K key = first.key; removeNode(hash(key), key, null, false, true); } } //LinkedHashMap 默认返回false 则不删除节点。 返回true 代表要删除最早的节点。通常构建一个LruCache会在达到Cache的上限是返回true protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) { return false; }
void afterNodeInsertion(boolean evict)
以及boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest)
是构建LruCache需要的回调,在LinkedHashMap
里可以忽略它们。
删
LinkedHashMap
也没有重写remove()
方法,因为它的删除逻辑和HashMap
并无区别。
但它重写了afterNodeRemoval()
这个回调方法。该方法会在Node<K,V> removeNode(int hash, Object key, Object value, boolean matchValue, boolean movable)
方法中回调,removeNode()
会在所有涉及到删除节点的方法中被调用,是删除节点操作的真正执行者。
//在删除节点e时,同步将e从双向链表上删除 void afterNodeRemoval(Node<K,V> e) { // unlink LinkedHashMap.Entry<K,V> p = (LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after; //待删除节点 p 的前置后置节点都置空 p.before = p.after = null; //如果前置节点是null,则现在的头结点应该是后置节点a if (b == null) head = a; else//否则将前置节点b的后置节点指向a b.after = a; //同理如果后置节点时null ,则尾节点应是b if (a == null) tail = b; else//否则更新后置节点a的前置节点为b a.before = b; }
查
LinkedHashMap
重写了get(),getOrDefault()
public V get(Object key) { Node<K,V> e; if ((e = getNode(hash(key), key)) == null) return null; if (accessOrder) afterNodeAccess(e); return e.value; } public V getOrDefault(Object key, V defaultValue) { Node<K,V> e; if ((e = getNode(hash(key), key)) == null) return defaultValue; if (accessOrder) afterNodeAccess(e); return e.value; }
对比HashMap
中的实现,LinkedHashMap
只是增加了在成员变量(构造函数时赋值)accessOrder
为true的情况下,要去回调void afterNodeAccess(Node<K,V> e)
函数。
public V get(Object key) { Node<K,V> e; return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value; }
在afterNodeAccess()
函数中,会将当前被访问到的节点e,移动至内部的双向链表的尾部。
void afterNodeAccess(Node<K,V> e) { // move node to last LinkedHashMap.Entry<K,V> last;//原尾节点 //如果accessOrder 是true ,且原尾节点不等于e if (accessOrder && (last = tail) != e) { //节点e强转成双向链表节点p LinkedHashMap.Entry<K,V> p = (LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after; //p现在是尾节点, 后置节点一定是null p.after = null; //如果p的前置节点是null,则p以前是头结点,所以更新现在的头结点是p的后置节点a if (b == null) head = a; else//否则更新p的前直接点b的后置节点为 a b.after = a; //如果p的后置节点不是null,则更新后置节点a的前置节点为b if (a != null) a.before = b; else//如果原本p的后置节点是null,则p就是尾节点。 此时 更新last的引用为 p的前置节点b last = b; if (last == null) //原本尾节点是null 则,链表中就一个节点 head = p; else {//否则 更新 当前节点p的前置节点为 原尾节点last, last的后置节点是p p.before = last; last.after = p; } //尾节点的引用赋值成p tail = p; //修改modCount。 ++modCount; } }
值得注意的是,afterNodeAccess()
函数中,会修改modCount
,因此当你正在accessOrder=true
的模式下,迭代LinkedHashMap
时,如果同时查询访问数据,也会导致fail-fast
,因为迭代的顺序已经改变。
7.2 containsValue
它重写了该方法,相比HashMap
的实现,更为高效。
public boolean containsValue(Object value) { //遍历一遍链表,去比较有没有value相等的节点,并返回 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; }
对比HashMap
,是用两个for循环遍历,相对低效。
public boolean containsValue(Object value) { Node<K,V>[] tab; V v; if ((tab = table) != null && size > 0) { for (int i = 0; i < tab.length; ++i) { for (Node<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next) { if ((v = e.value) == value || (value != null && value.equals(v))) return true; } } } return false; }
遍历
重写了entrySet()
如下:
public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() { Set<Map.Entry<K,V>> es; //返回LinkedEntrySet return (es = entrySet) == null ? (entrySet = new LinkedEntrySet()) : es; } final class LinkedEntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> { public final Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() { return new LinkedEntryIterator(); } }
最终的EntryIterator:
final class LinkedEntryIterator extends LinkedHashIterator implements Iterator<Map.Entry<K,V>> { public final Map.Entry<K,V> next() { return nextNode(); } } abstract class LinkedHashIterator { //下一个节点 LinkedHashMap.Entry<K,V> next; //当前节点 LinkedHashMap.Entry<K,V> current; int expectedModCount; LinkedHashIterator() { //初始化时,next 为 LinkedHashMap内部维护的双向链表的扁头 next = head; //记录当前modCount,以满足fail-fast expectedModCount = modCount; //当前节点为null current = null; } //判断是否还有next public final boolean hasNext() { //就是判断next是否为null,默认next是head 表头 return next != null; } //nextNode() 就是迭代器里的next()方法 。 //该方法的实现可以看出,迭代LinkedHashMap,就是从内部维护的双链表的表头开始循环输出。 final LinkedHashMap.Entry<K,V> nextNode() { //记录要返回的e。 LinkedHashMap.Entry<K,V> e = next; //判断fail-fast if (modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException(); //如果要返回的节点是null,异常 if (e == null) throw new NoSuchElementException(); //更新当前节点为e current = e; //更新下一个节点是e的后置节点 next = e.after; //返回e return e; } //删除方法 最终还是调用了HashMap的removeNode方法 public final void remove() { Node<K,V> p = current; if (p == null) throw new IllegalStateException(); if (modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException(); current = null; K key = p.key; removeNode(hash(key), key, null, false, false); expectedModCount = modCount; } }
值得注意的就是:nextNode()
就是迭代器里的next()
方法 。
该方法的实现可以看出,迭代LinkedHashMap
,就是从内部维护的双链表的表头开始循环输出。
而双链表节点的顺序在LinkedHashMap
的增、删、改、查时都会更新。以满足按照插入顺序输出,还是访问顺序输出。
总结
LinkedHashMap
相对于HashMap
的源码比,是很简单的。因为大树底下好乘凉。它继承了HashMap
,仅重写了几个方法,以改变它迭代遍历时的顺序。这也是其与HashMap
相比最大的不同。
在每次插入数据,或者访问、修改数据时,会增加节点、或调整链表的节点顺序。以决定迭代时输出的顺序。
accessOrder
,默认是false,则迭代时输出的顺序是插入节点的顺序。若为true,则输出的顺序是按照访问节点的顺序。为true时,可以在这基础之上构建一个LruCache
.LinkedHashMap
并没有重写任何put方法。但是其重写了构建新节点的newNode()
方法.在每次构建新节点时,将新节点链接在内部双向链表的尾部accessOrder=true
的模式下,在afterNodeAccess()
函数中,会将当前被访问到的节点e,移动至内部的双向链表的尾部。值得注意的是,afterNodeAccess()
函数中,会修改modCount
,因此当你正在accessOrder=true
的模式下,迭代LinkedHashMap
时,如果同时查询访问数据,也会导致fail-fast
,因为迭代的顺序已经改变。nextNode()
就是迭代器里的next()
方法 。
该方法的实现可以看出,迭代LinkedHashMap
,就是从内部维护的双链表的表头开始循环输出。
而双链表节点的顺序在LinkedHashMap
的增、删、改、查时都会更新。以满足按照插入顺序输出,还是访问顺序输出。它与
HashMap
比,还有一个小小的优化,重写了containsValue()
方法,直接遍历内部链表去比对value值是否相等。
那么,还有最后一个小问题?为什么它不重写containsKey()
方法,也去循环比对内部链表的key是否相等呢?
作者:芥末无疆sss
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來源:简书
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