概述
文章的内容基于JDK1.7进行分析,之所以选用这个版本,是因为1.8的有些类做了改动,增加了阅读的难度,虽然是1.7,但是对于1.8做了重大改动的内容,文章也会进行说明。
LinkedHashMap,见名知义,带链表的HashMap, 所以LinkedHashMap是有序,LinkedHashMap作为HashMap的扩展,它改变了HashMap无序的特征。它使用了一个双向的链表来会维护key-value对的次序,该链表维护了map的迭代顺序,该迭代顺序和key-value对的插入顺序保持一致。LinkedHashMap重写了父类的一些方法,这些方法也会在下面的文章中进行说明。
数据结构
继承关系
java.lang.Object java.util.AbstractMap<K,V> java.util.HashMap<K,V> java.util.LinkedHashMap<K,V>
从上面的集成关系中看出,LinkedHashMap集成了HashMap类,所以便拥有了HashMap开放的所有功能,而LinkedList在所有功能的基础上又进行了升级,添加了记住元素添加顺序的职责。
实现接口
Serializable, Cloneable, Map<K,V>
LinkedHashMap 可序列化,可以被克隆 ,实现了Map接口
基本属性
private transient Entry<K,V> header; //双向链表的头节点private final boolean accessOrder; //排序的规则,false按插入顺序排序,true访问顺序排序
重要方法深度解析
构造方法
//LinkedHashMap的构造方法,都是通过调用父类的构造方法来实现,大部分accessOrder默认为falsepublic LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { super(initialCapacity, loadFactor); accessOrder = false; }public LinkedHashMap(int initialCapacity) { super(initialCapacity); accessOrder = false; }public LinkedHashMap() { super(); accessOrder = false; }public LinkedHashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) { super(m); accessOrder = false; }public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder) { super(initialCapacity, loadFactor); this.accessOrder = accessOrder; }
上面是LinkedHashMap的构造方法,通过传入初始化参数和代码看出,LinkedHashMap的构造方法和父类的构造方法,是一一对应的。也是通过super()关键字来调用父类的构造方法来进行初始化,唯一的不同是最后一个构造方法,提供了AccessOrder参数,用来指定LinkedHashMap的排序方式,accessOrder =false -> 插入顺序进行排序 , accessOrder = true -> 访问顺序进行排序。
put()方法
LinkedHashMap并没有重写父类的put()方法,说明调用put方法时实际上调用的是父类的put方法。
get()方法
public V get(Object key) { Entry<K,V> e = (Entry<K,V>)getEntry(key); //调用父类的getEntry()方法 if (e == null) return null; e.recordAccess(this); //判断排序方式,如果accessOrder = true , 删除当前e节点 return e.value; }
remove()
LinkedHashMap并没有重写父类的remove()方法,说明调用remove方法时实际上调用的是父类的remove()方法。
源码解析
Entry定义
private static class Entry<K,V> extends HashMap.Entry<K,V> { //定义Entry类型的两个变量,或者称之为前后的两个指针 Entry<K,V> before, after; //构造方法与HashMap的没有区别,也是调用父类的Entry构造方法 Entry(int hash, K key, V value, HashMap.Entry<K,V> next) { super(hash, key, value, next); } //删除 private void remove() { before.after = after; after.before = before; } //插入节点到指定的节点之前 private void addBefore(Entry<K,V> existingEntry) { after = existingEntry; before = existingEntry.before; before.after = this; after.before = this; } //方法重写,HashMap中为空 void recordAccess(HashMap<K,V> m) { LinkedHashMap<K,V> lm = (LinkedHashMap<K,V>)m; if (lm.accessOrder) { lm.modCount++; remove(); addBefore(lm.header); } } //方法重写 ,HashMap中方法为空 void recordRemoval(HashMap<K,V> m) { remove(); } }
public class LinkedHashMap<K,V> extends HashMap<K,V> implements Map<K,V>{ //可序列化版本号 private static final long serialVersionUID = 3801124242820219131L; //双向链表的头指针 private transient Entry<K,V> header; //双向链表的排序方法,false 插入顺序排序,true访问顺序排序 private final boolean accessOrder; //构造方法,指定初始大小,指定负载因子 public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { super(initialCapacity, loadFactor); accessOrder = false; } //构造方法,指定初始容量 public LinkedHashMap(int initialCapacity) { super(initialCapacity); accessOrder = false; } //无参构造方法k,采用默认参数 public LinkedHashMap() { super(); accessOrder = false; } //将指定的m集合转化为LinkedHashmap存储 public LinkedHashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) { super(m); accessOrder = false; } //构造方法,指定初始容量,负载因子和排序方式 public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder) { super(initialCapacity, loadFactor); this.accessOrder = accessOrder; } //重写父类init方法,init方法在父类构造函数被调用,初始化双向链表 //header的前驱和后继都是指向它自己 @Override void init() { header = new Entry<>(-1, null, null, null); header.before = header.after = header; } //重写父类的transfer方法,在HashMap执行扩容操作时被调用,HashMap中的是通过遍历Entry[]数组的方式来实现数据的拷贝复制,重写后是通过遍历双向链表的方式来进行数据的复制。遍历双向链表的方式效率上更高一些 @Override void transfer(HashMap.Entry[] newTable, boolean rehash) { int newCapacity = newTable.length; for (Entry<K,V> e = header.after; e != header; e = e.after) { if (rehash) e.hash = (e.key == null) ? 0 : hash(e.key); int index = indexFor(e.hash, newCapacity); e.next = newTable[index]; newTable[index] = e; } } //重写父类的containsValue, 由遍历数组的方式修改为遍历列表的方式 public boolean containsValue(Object value) { // Overridden to take advantage of faster iterator if (value==null) { for (Entry e = header.after; e != header; e = e.after) if (e.value==null) return true; } else { for (Entry e = header.after; e != header; e = e.after) if (value.equals(e.value)) return true; } return false; } //重写父类的get方法 public V get(Object key) { Entry<K,V> e = (Entry<K,V>)getEntry(key); //返回实体 if (e == null) return null; e.recordAccess(this); //如果是访问顺序排序,则将e移动到链表的末尾处 return e.value; } //清除集合 public void clear() { super.clear(); header.before = header.after = header; } //内部类实现了迭代方法 private abstract class LinkedHashIterator<T> implements Iterator<T> { Entry<K,V> nextEntry = header.after; Entry<K,V> lastReturned = null; int expectedModCount = modCount; public boolean hasNext() { return nextEntry != header; } public void remove() { if (lastReturned == null) throw new IllegalStateException(); if (modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException(); LinkedHashMap.this.remove(lastReturned.key); lastReturned = null; expectedModCount = modCount; } Entry<K,V> nextEntry() { if (modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException(); if (nextEntry == header) throw new NoSuchElementException(); Entry<K,V> e = lastReturned = nextEntry; nextEntry = e.after; return e; } } private class KeyIterator extends LinkedHashIterator<K> { public K next() { return nextEntry().getKey(); } } private class ValueIterator extends LinkedHashIterator<V> { public V next() { return nextEntry().value; } } private class EntryIterator extends LinkedHashIterator<Map.Entry<K,V>> { public Map.Entry<K,V> next() { return nextEntry(); } } // These Overrides alter the behavior of superclass view iterator() methods Iterator<K> newKeyIterator() { return new KeyIterator(); } Iterator<V> newValueIterator() { return new ValueIterator(); } Iterator<Map.Entry<K,V>> newEntryIterator() { return new EntryIterator(); } //重写父类的addEntry方法 void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { super.addEntry(hash, key, value, bucketIndex); Entry<K,V> eldest = header.after; if (removeEldestEntry(eldest)) { removeEntryForKey(eldest.key); } } //重写createEntry方法 //执行两步操作: // 1. 添加到table数组中, 2 . 插入到双向链表中 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); table[bucketIndex] = e; e.addBefore(header); size++; } protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) { return false; } }
下面详细的分析一下LinkedHashMap中操作的实现:
HashMap h = new LinkedHashMap(); h.put("张三", 18);
上面是简短的两句代码,来看一下到底包含了何种的操作。
图解LinkedHashMap的put操作.png
上面的图片已经描述的很清楚了,在此不再添加文字的表述。
关于删除方法,感兴趣的可以自行研究。
总结
LinkedHashMap继承了HashMap类,重写了部分方法,在HashMap中一些空的实现,LinkedHashMap都做了实现,扩展了HashMap类的功能,LinkedHashMap可以保存元素的插入顺序,顺序有两种方式一种是按照插入顺序排序,一种按照访问做排序。默认以插入顺序排序,性能比HashMap略低,线程也是不安全的。
至此,Java集合的源码系列就分析完了,像HashTable,stack等集合从开发者的角度上已经不建议在使用,因为已经是比较古老的类,有了更好类做了替代。
作者:起个名忒难
链接:https://www.jianshu.com/p/daf16e703049