Java进阶-LinkedHashMap 底层分析
众所周知HashMap是一个无序的Map，因为每次根据key的hashcode映射到Entry数组上，所以遍历出来的顺序并不是写入的顺序。 因此 JDK 推出一个基于HashMap但具有顺序的LinkedHashMap来解决有排序需求的场景。 它的底层是继承于HashMap实现的，由一个双向链表所构成。 LinkedHashMap的排序方式有两种： 根据写入顺序排序。 根据访问顺序排序。 其中根据访问顺序排序时，每次get都会将访问的值移动到链表末尾，这样重复操作就能的到一个按照访问顺序排序的链表。 数据结构 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 @Test public void test(){ Map<String, Integer> map = new LinkedHashMap<String, Integer>(); map.put("1",1) ; map.put("2",2) ; map.put("3",3) ; map.put("4",4) ; map.put("5",5) ; System.out.println(map.toString()); } 调试可以看到map的组成： 打开源码可以看到： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 /** * The head of the doubly linked list. */ private transient Entry<K,V> header; /** * The iteration ordering method for this linked hash map: <tt>true</tt> * for access-order, <tt>false</tt> for insertion-order. * * @serial */ private final boolean accessOrder; private static class Entry<K,V> extends HashMap.Entry<K,V> { // These fields comprise the doubly linked list used for iteration. Entry<K,V> before, after; Entry(int hash, K key, V value, HashMap.Entry<K,V> next) { super(hash, key, value, next); } } 其中Entry继承于HashMap的Entry，并新增了上下节点的指针，也就形成了双向链表。 还有一个header的成员变量，是这个双向链表的头结点。 上边的 demo 总结成一张图如下： 第一个类似于HashMap的结构，利用Entry中的next指针进行关联。 下边则是LinkedHashMap如何达到有序的关键。 就是利用了头节点和其余的各个节点之间通过Entry中的after和before指针进行关联。 其中还有一个accessOrder成员变量，默认是false，默认按照插入顺序排序，为true时按照访问顺序排序，也可以调用: 1 2 3 4 5 6 public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder) { super(initialCapacity, loadFactor); this.accessOrder = accessOrder; } 这个构造方法可以显示的传入accessOrder。 构造方法 LinkedHashMap的构造方法: 1 2 3 4 public LinkedHashMap() { super(); accessOrder = false; } 其实就是调用的HashMap的构造方法: HashMap实现： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { if (initialCapacity < 0) throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " + initialCapacity); if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY) initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + loadFactor); this.loadFactor = loadFactor; threshold = initialCapacity; //HashMap 只是定义了改方法，具体实现交给了 LinkedHashMap init(); } 可以看到里面有一个空的init()，具体是由LinkedHashMap来实现的： 1 2 3 4 5 @Override void init() { header = new Entry<>(-1, null, null, null); header.before = header.after = header; } 其实也就是对header进行了初始化。 put 方法 看LinkedHashMap的put()方法之前先看看HashMap的put方法： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 public V put(K key, V value) { if (table == EMPTY_TABLE) { inflateTable(threshold); } if (key == null) return putForNullKey(value); int hash = hash(key); int i = indexFor(hash, table.length); for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) { Object k; if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) { V oldValue = e.value; e.value = value; //空实现，交给 LinkedHashMap 自己实现 e.recordAccess(this); return oldValue; } } modCount++; // LinkedHashMap 对其重写 addEntry(hash, key, value, i); return null; } // LinkedHashMap 对其重写 void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) { resize(2 * table.length); hash = (null != key) ? hash(key) : 0; bucketIndex = indexFor(hash, table.length); } createEntry(hash, key, value, bucketIndex); } // LinkedHashMap 对其重写 void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { Entry<K,V> e = table[bucketIndex]; table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e); size++; } 主体的实现都是借助于HashMap来完成的，只是对其中的recordAccess(), addEntry(), createEntry()进行了重写。 LinkedHashMap的实现： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 //就是判断是否是根据访问顺序排序，如果是则需要将当前这个 Entry 移动到链表的末尾 void recordAccess(HashMap<K,V> m) { LinkedHashMap<K,V> lm = (LinkedHashMap<K,V>)m; if (lm.accessOrder) { lm.modCount++; remove(); addBefore(lm.header); } } //调用了 HashMap 的实现，并判断是否需要删除最少使用的 Entry(默认不删除) void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { super.addEntry(hash, key, value, bucketIndex); // Remove eldest entry if instructed Entry<K,V> eldest = header.after; if (removeEldestEntry(eldest)) { removeEntryForKey(eldest.key); } } void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { HashMap.Entry<K,V> old = table[bucketIndex]; Entry<K,V> e = new Entry<>(hash, key, value, old); //就多了这一步，将新增的 Entry 加入到 header 双向链表中 table[bucketIndex] = e; e.addBefore(header); size++; } //写入到双向链表中 private void addBefore(Entry<K,V> existingEntry) { after = existingEntry; before = existingEntry.before; before.after = this; after.before = this; } get 方法 LinkedHashMap 的get()方法也重写了： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 public V get(Object key) { Entry<K,V> e = (Entry<K,V>)getEntry(key); if (e == null) return null; //多了一个判断是否是按照访问顺序排序，是则将当前的 Entry 移动到链表头部。 e.recordAccess(this); return e.value; } void recordAccess(HashMap<K,V> m) { LinkedHashMap<K,V> lm = (LinkedHashMap<K,V>)m; if (lm.accessOrder) { lm.modCount++; //删除 remove(); //添加到头部 addBefore(lm.header); } } clear()清空就要比较简单了： 1 2 3 4 5 //只需要把指针都指向自己即可，原本那些 Entry 没有引用之后就会被 JVM 自动回收。 public void clear() { super.clear(); header.before = header.after = header; } 总结 总的来说LinkedHashMap其实就是对HashMap进行了拓展，使用了双向链表来保证了顺序性。 因为是继承与HashMap的，所以一些HashMap存在的问题LinkedHashMap也会存在，比如不支持并发等。 1、具有1-5工作经验的，面对目前流行的技术不知从何下手，需要突破技术瓶颈的可以加群。 2、在公司待久了，过得很安逸，但跳槽时面试碰壁。需要在短时间内进修、跳槽拿高薪的可以加群。 3、如果没有工作经验，但基础非常扎实，对java工作机制，常用设计思想，常用java开发框架掌握熟练的，可以加群。 4、觉得自己很牛B，一般需求都能搞定。但是所学的知识点没有系统化，很难在技术领域继续突破的可以加群。 5.群号 468947140，点击链接加入群聊【Java-BATJ企业级资深架构】：https://jq.qq.com/?_wv=1027&k=5yKnHqY 6.阿里Java高级大牛直播讲解知识点，分享知识，知识点都是各位老师多年工作经验的梳理和总结，带着大家全面、科学地建立自己的技术体系和技术认知！
