LinkedHashMap原理

简介: LinkedHashMap和HashMap经常会一同问到,不过看了LinkedHashMap内部的源码相对比较简单,如果事先看过HashMap的源码的话。

LinkedHashMap和HashMap经常会一同问到,不过看了LinkedHashMap内部的源码相对比较简单,如果事先看过HashMap的源码的话。

参考HashMap实现原理

概览

首先可以看到LinkedHashMap是继承HashMap的,所有HashMap能干的事,LinkedHashMap也能干。
然后多个几个属性,解释如下

public class LinkedHashMap<K,V>
    extends HashMap<K,V>
    implements Map<K,V>{
/**
     HashMap的节点增加before和after字段
     */
    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);
        }
    }
    /**
     * 双向链表的头结点
     */
    transient LinkedHashMap.Entry<K,V> head;
    /**
     * 双向链表的尾节点
     */
    transient LinkedHashMap.Entry<K,V> tail;
    /**
     * 双向链表的访问顺序,true的话房屋有序,false时插入有序。
     */
    final boolean accessOrder;    
    ...
}
    

从上面大概可以看出来LinkedHashMap是一个双向链表加Map。在HashMap基础上多个头指针,尾指针,然后节点相互连接


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image.png

get操作

看源码

    public V get(Object key) {
        Node<K,V> e;
        //如果未获取到元素,返回null
        if ((e = getNode(hash(key), key)) == null)
            return null;
        //如果获取到了元素,判断accessOrder,如果为true代表按访问排序。            
        if (accessOrder)
            afterNodeAccess(e);
        return e.value;
    }
    
     //把参数中的节点移动至链表的尾节点
     void afterNodeAccess(Node<K,V> e) { 
        LinkedHashMap.Entry<K,V> last;
        //last节点为尾节点
        if (accessOrder && (last = tail) != e) {
        
            //先得到e节点的前节点,后节点,与自身节点,
            // 加上尾节点有四个节点了
            LinkedHashMap.Entry<K,V> p =
                (LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;
            //这几个主要操作就是把节点移动至尾巴节点。
            p.after = null;
            if (b == null)
                head = a;
            else
                b.after = a;
            if (a != null)
                a.before = b;
            else
                last = b;
            if (last == null)
                head = p;
            else {
                p.before = last;
                last.after = p;
            }
            tail = p;
            ++modCount;
        }
    }

画的比较丑,但是链表的删除操作,大家懂的,O(1),改变一下前后节点的指针即可。


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image.png

put操作

put操作,采用的仍然为HashMap原本的操作,不过扩展了节点插入之后操作的方法
put节点的时候,新的节点会维持一个链表。


    //覆盖了原本的newNode方法,没一个新的节点都做一次链表的操作
    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;
    }

    // 把节点放到最后面
    private void linkNodeLast(LinkedHashMap.Entry<K,V> p) {
        LinkedHashMap.Entry<K,V> last = tail;
        tail = p;
        if (last == null)
            head = p;
        else {
            p.before = last;
            last.after = p;
        }
    }

//HashMap方法
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

    //重写remoeEldestEntry可实现LRU算法
   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);
        }
    }

resize方法

resize与HashMap没有变化,这里温故一下, 参考之前HashMap的resieze
扩容两倍之后,会重新计算Hash。

假设原本容量为:
16 = 0x10000 ,那么16以下的数与16进行hash都得0. 16以上的数&16为正数
扩容之后,容量变为32,需要重新分配位置的为大于原本16的数,然后加上新的扩容量计算得新的位置。
32 = 0x100000

最后

Java基础中的集合类,有必要掌握

参考:HashMap实现原理

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HashMap虽然日常大家都在用。网上对hashMap原理讲解的博客文章也是数不胜数,想要彻底掌握其底层原理和实现流程;还是得结合jdk源码一步一步跟踪。
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HashMap都在用,原理你真的了解吗?
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LinkedHashMap源码简读
1、LinkedHashMap继承自HashMap,HashMap具有的特性它都具有。 2、实际上,LinkedHashMap是通过双向链表和散列表这两种数据组合实现的。LinkedHashMap中的“Linked”实际上指的是双向链表,并非指“用链表法解决散列冲突”。 3、LinkedHashMap不仅支持按照插入顺序遍历数据,还支持按照访问顺序来遍历数据。通过设置`accessOrder`属性为true即可。也就是说它本身就是一个支持LRU缓存淘汰策略的缓存系统。