【集合框架】JDK1.8源码分析之LinkedHashMap(二)

简介: 前面我们已经分析了HashMap的源码,已经知道了HashMap可以用在哪种场合,如果这样一种情形,我们需要按照元素插入的顺序来访问元素,此时,LinkedHashMap就派上用场了,它保存着元素插入的顺序,并且可以按照我们插入的顺序进行访问。

一、前言


  前面我们已经分析了HashMap的源码,已经知道了HashMap可以用在哪种场合,如果这样一种情形,我们需要按照元素插入的顺序来访问元素,此时,LinkedHashMap就派上用场了,它保存着元素插入的顺序,并且可以按照我们插入的顺序进行访问。


二、LinkedHashMap用法


import java.util.Map;
import java.util.LinkedHashMap;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> maps = new LinkedHashMap<String, String>();
        maps.put("aa", "aa");
        maps.put("bb", "bb");
        maps.put("cc", "cc");
        for (Map.Entry entry : maps.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + " : " + entry.getValue());
        }
    }
}


说明:以上是展示LInkedHashMap简单用法的一个示例,可以看到它确实按照元素插入的顺序进行访问,保持了元素的插入顺序。更具体的用户可以去参照API。


三、LinkedHashMap数据结构



image.png



说明:LinkedHashMap会将元素串起来,形成一个双链表结构。可以看到,其结构在HashMap结构上增加了链表结构。数据结构为(数组 + 单链表 + 红黑树 + 双链表),图中的标号是结点插入的顺序。


四、LinkedHashMap源码分析


  其实,在分析了HashMap的源码之后,我们来分析LinkedHashMap的源码就会容易很多,因为LinkedHashMap是在HashMap基础上进行了扩展,我们需要注意的就是两者不同的地方。


  4.1 类的继承关系 

public class LinkedHashMap<K,V>  extends HashMap<K,V> implements Map<K,V>

说明:LinkedHashMap继承了HashMap,所以HashMap的一些方法或者属性也会被继承;同时也实现了Map结构,关于HashMap类与Map接口,我们之前已经分析过,不再累赘。


  4.2 类的属性

public class LinkedHashMap<K,V>  extends HashMap<K,V> implements Map<K,V> {
    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);
        }
    }
    // 版本序列号
    private static final long serialVersionUID = 3801124242820219131L;
    // 链表头结点
    transient LinkedHashMap.Entry<K,V> head;
    // 链表尾结点
    transient LinkedHashMap.Entry<K,V> tail;
    // 访问顺序
    final boolean accessOrder;
}


说明:由于继承HashMap,所以HashMap中的非private方法和字段,都可以在LinkedHashMap直接中访问。


  4.3 类的构造函数


  1. LinkedHashMap(int, float)型构造函数


public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
        super(initialCapacity, loadFactor);
        accessOrder = false;


说明:总是会在构造函数的第一行调用父类构造函数,使用super关键字,accessOrder默认为false,access为true表示之后访问顺序按照元素的访问顺序进行,即不按照之前的插入顺序了,access为false表示按照插入顺序访问。

  2. LinkedHashMap(int)型构造函数


public LinkedHashMap(int initialCapacity) {
        super(initialCapacity);
        accessOrder = false;

3. LinkedHashMap()型构造函数


public LinkedHashMap() {
        super();
        accessOrder = false;


4. LinkedHashMap(Map<? extends K, ? extends V>)型构造函数

public LinkedHashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
    super();
    accessOrder = false;
    putMapEntries(m, false);


说明:putMapEntries是调用到父类HashMap的函数


  5. LinkedHashMap(int, float, boolean)型构造函数


public LinkedHashMap(int initialCapacity,
                         float loadFactor,
                         boolean accessOrder) {
    super(initialCapacity, loadFactor);
    this.accessOrder = accessOrder;
}


说明:可以指定accessOrder的值,从而控制访问顺序。


  4.4 类的重要函数分析


  1. newNode函数


// 当桶中结点类型为HashMap.Node类型时,调用此函数
Node<K,V> newNode(int hash, K key, V value, Node<K,V> e) {
    // 生成Node结点
    LinkedHashMap.Entry<K,V> p =
        new LinkedHashMap.Entry<K,V>(hash, key, value, e);
    // 将该结点插入双链表末尾
    linkNodeLast(p);
    return p;
}


说明:此函数在HashMap类中也有实现,LinkedHashMap重写了该函数,所以当实际对象为LinkedHashMap,桶中结点类型为Node时,我们调用的是LinkedHashMap的newNode函数,而非HashMap的函数,newNode函数会在调用put函数时被调用。可以看到,除了新建一个结点之外,还把这个结点链接到双链表的末尾了,这个操作维护了插入顺序。


  其中LinkedHashMap.Entry继承自HashMap.Node 


static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
    // 前后指针
    Entry<K,V> before, after;
    Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
        super(hash, key, value, next);
    }
}

说明:在HashMap.Node基础上增加了前后两个指针域,注意,HashMap.Node中的next域也存在。


  2. newTreeNode函数


// 当桶中结点类型为HashMap.TreeNode时,调用此函数
TreeNode<K,V> newTreeNode(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
    // 生成TreeNode结点
    TreeNode<K,V> p = new TreeNode<K,V>(hash, key, value, next);
    // 将该结点插入双链表末尾
    linkNodeLast(p);
    return p;
}


说明:当桶中结点类型为TreeNode时候,插入结点时调用的此函数,也会链接到末尾。


  3. afterNodeAccess函数  


void afterNodeAccess(Node<K,V> e) { // move node to last
    LinkedHashMap.Entry<K,V> last;
    // 若访问顺序为true,且访问的对象不是尾结点
    if (accessOrder && (last = tail) != e) {
        // 向下转型,记录p的前后结点
        LinkedHashMap.Entry<K,V> p =
            (LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;
        // p的后结点为空
        p.after = null;
        // 如果p的前结点为空
        if (b == null)
            // a为头结点
            head = a;
        else // p的前结点不为空
            // b的后结点为a
            b.after = a;
        // p的后结点不为空
        if (a != null)
            // a的前结点为b
            a.before = b;
        else // p的后结点为空
            // 后结点为最后一个结点
            last = b;
        // 若最后一个结点为空
        if (last == null)
            // 头结点为p
            head = p;
        else { // p链入最后一个结点后面
            p.before = last;
            last.after = p;
        }
        // 尾结点为p
        tail = p;
        // 增加结构性修改数量
        ++modCount;
    }
}

 说明:此函数在很多函数(如put)中都会被回调,LinkedHashMap重写了HashMap中的此函数。若访问顺序为true,且访问的对象不是尾结点,则下面的图展示了访问前和访问后的状态,假设访问的结点为结点3


image.png


说明:从图中可以看到,结点3链接到了尾结点后面。


  4. transferLinks函数 


// 用dst替换src
private void transferLinks(LinkedHashMap.Entry<K,V> src,
                               LinkedHashMap.Entry<K,V> dst) {
    LinkedHashMap.Entry<K,V> b = dst.before = src.before;
    LinkedHashMap.Entry<K,V> a = dst.after = src.after;
    if (b == null)
        head = dst;
    else
        b.after = dst;
    if (a == null)
        tail = dst;
    else
        a.before = dst;
}


 说明:此函数用dst结点替换结点,示意图如下


image.png


说明:其中只考虑了before与after域,并没有考虑next域,next会在调用tranferLinks函数中进行设定。


  5. containsValue函数  


public boolean containsValue(Object value) {
    // 使用双链表结构进行遍历查找
    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;
}


说明:containsValue函数根据双链表结构来查找是否包含value,是按照插入顺序进行查找的,与HashMap中的此函数查找方式不同,HashMap是使用按照桶遍历,没有考虑插入顺序。


五、总结


  在HashMap的基础上分析LinkedHashMap会容易很多,读源码好处多多,有时间的话,园友们也可以读读源码,感受一下来自java设计者的智慧。谢谢观看~


目录
相关文章
|
1天前
|
云安全 监控 安全
|
7天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 自然语言处理
Z-Image:冲击体验上限的下一代图像生成模型
通义实验室推出全新文生图模型Z-Image,以6B参数实现“快、稳、轻、准”突破。Turbo版本仅需8步亚秒级生成,支持16GB显存设备,中英双语理解与文字渲染尤为出色,真实感和美学表现媲美国际顶尖模型,被誉为“最值得关注的开源生图模型之一”。
847 5
|
12天前
|
人工智能 Java API
Java 正式进入 Agentic AI 时代:Spring AI Alibaba 1.1 发布背后的技术演进
Spring AI Alibaba 1.1 正式发布,提供极简方式构建企业级AI智能体。基于ReactAgent核心,支持多智能体协作、上下文工程与生产级管控,助力开发者快速打造可靠、可扩展的智能应用。
1077 40
|
9天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 数据可视化
1秒生图!6B参数如何“以小博大”生成超真实图像?
Z-Image是6B参数开源图像生成模型,仅需16GB显存即可生成媲美百亿级模型的超真实图像,支持中英双语文本渲染与智能编辑,登顶Hugging Face趋势榜,首日下载破50万。
634 37
|
12天前
|
人工智能 前端开发 算法
大厂CIO独家分享:AI如何重塑开发者未来十年
在 AI 时代,若你还在紧盯代码量、执着于全栈工程师的招聘,或者仅凭技术贡献率来评判价值,执着于业务提效的比例而忽略产研价值,你很可能已经被所谓的“常识”困住了脚步。
702 60
大厂CIO独家分享:AI如何重塑开发者未来十年
|
8天前
|
存储 自然语言处理 测试技术
一行代码,让 Elasticsearch 集群瞬间雪崩——5000W 数据压测下的性能避坑全攻略
本文深入剖析 Elasticsearch 中模糊查询的三大陷阱及性能优化方案。通过5000 万级数据量下做了高压测试,用真实数据复刻事故现场,助力开发者规避“查询雪崩”,为您的业务保驾护航。
449 28
|
15天前
|
数据采集 人工智能 自然语言处理
Meta SAM3开源:让图像分割,听懂你的话
Meta发布并开源SAM 3,首个支持文本或视觉提示的统一图像视频分割模型,可精准分割“红色条纹伞”等开放词汇概念,覆盖400万独特概念,性能达人类水平75%–80%,推动视觉分割新突破。
922 59
Meta SAM3开源:让图像分割,听懂你的话
|
5天前
|
弹性计算 网络协议 Linux
阿里云ECS云服务器详细新手购买流程步骤(图文详解)
新手怎么购买阿里云服务器ECS?今天出一期阿里云服务器ECS自定义购买流程:图文全解析,阿里云服务器ECS购买流程图解,自定义购买ECS的设置选项是最复杂的,以自定义购买云服务器ECS为例,包括付费类型、地域、网络及可用区、实例、镜像、系统盘、数据盘、公网IP、安全组及登录凭证详细设置教程:
203 114