史上最全的Java容器集合之LinkedHashMap(源码解读)

简介: 前言文本已收录至我的GitHub仓库,欢迎Star:github.com/bin39232820…种一棵树最好的时间是十年前,其次是现在

前言


文本已收录至我的GitHub仓库,欢迎Star:github.com/bin39232820…

种一棵树最好的时间是十年前,其次是现在

絮叨


Map家族最后一讲了,前面已经讲了最常用的HashMap,讲了线程安全的ConcurrentHashMap,今年就来看看有序的LinkedHashMap

🔥史上最全的Java容器集合之入门

🔥史上最全的Java容器集合之基础数据结构(手撕链表)

🔥史上最全的Java容器集合之ArrayList(源码解读)

🔥史上最全的Java容器集合之Vector和LinkedList(源码解读)

🔥史上最全的Java容器集合之equals 和 hashCode

🔥史上最全的Java容器集合之HashMap(源码解读)

🔥史上最全的Java容器集合之ConcurrentHashMap(源码解读)


概述


LinkedHashMap是HashMap的子类,它的大部分实现与HashMap相同,两者最大的区别在于,HashMap的对哈希表进行迭代时是无序的,而 LinkedHashMap对哈希表迭代是有序的,LinkedHashMap默认的规则是,迭代输出的结果保持和插入key-value pair的顺序一致(当然具体迭代规则可以修改)。LinkedHashMap除了像HashMap一样用数组、单链表和红黑树来组织数据外,还额外维护了一个 双向链表,每次向linkedHashMap插入键值对,除了将其插入到哈希表的对应位置之外,还要将其插入到双向循环链表的尾部。

下面是它的数据结构:


我们可以看出它是由 数组 + 一个单项链表+一个双向链表组成。在原HashMap的数据结构基础上加一个双向链表


LinkedHashMap


继承结构


LinkedHashMap也就是继承HashMap,所以HashMap大都方法,它是可以直接使用的。


顶部的注释总结一下:

  • 底层是散列表和双向链表
  • 允许为null,不同步
  • 插入的顺序是有序的(底层链表致使有序)
  • 装载因子和初始容量对LinkedHashMap影响是很大的~

基本属性


//双向链表的头节点
    transient LinkedHashMap.Entry<K,V> head;
     //双向链表的尾节点
    transient LinkedHashMap.Entry<K,V> tail;
   //排序的规则,false按插入顺序排序,true访问顺序排序 
    final boolean accessOrder;
    //所以说accessOrder的作用就是控制访问顺序,设置为true后每次访问一个元素,就将该元素所在的Node变成最后一个节点,
    改变该元素在LinkedHashMap中的存储顺序。
复制代码


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false
public 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;
}
复制代码


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。


Entry定义

这个比较重要

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();
    }
}
复制代码


到这里已经可以知道,相对比HashMap,LinkedHashMap内部不光是使用HashMap中的哈希表来存储Entry对象,还另外维护了一个LinkedHashMapEntry,这些LinkedHashMapEntry内部又保存了前驱跟后继的引用,可以确定这是个双向链表。而这个LinkedHashMapEntry提供了对象的增加删除方法都是去更改节点的前驱后继指向。


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。HashMap的put这里就不多说了中有这样一个方法


LinkedHashMap 重写了2个方法

ode<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;
    }
        private void linkNodeLast(LinkedHashMap.Entry<K,V> p) {
        //用临时变量last记录尾节点tail
        LinkedHashMap.Entry<K,V> last = tail;
        //将尾节点设为当前插入的节点p
        tail = p;
        //如果原先尾节点为null,表示当前链表为空
        if (last == null)
            //头结点也为当前插入节点
            head = p;
        else {
            //原始链表不为空,那么将当前节点的上节点指向原始尾节点
            p.before = last;
            //原始尾节点的下一个节点指向当前插入节点
            last.after = p;
        }
    }
复制代码


//把当前节点放到双向链表的尾部
 2     void afterNodeAccess(HashMap.Node<K,V> e) { // move node to last
 3         LinkedHashMap.Entry<K,V> last;
 4         //当 accessOrder = true 并且当前节点不等于尾节点tail。这里将last节点赋值为tail节点
 5         if (accessOrder && (last = tail) != e) {
 6             //记录当前节点的上一个节点b和下一个节点a
 7             LinkedHashMap.Entry<K,V> p =
 8                     (LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;
 9             //释放当前节点和后一个节点的关系
10             p.after = null;
11             //如果当前节点的前一个节点为null
12             if (b == null)
13                 //头节点=当前节点的下一个节点
14                 head = a;
15             else
16                 //否则b的后节点指向a
17                 b.after = a;
18             //如果a != null
19             if (a != null)
20                 //a的前一个节点指向b
21                 a.before = b;
22             else
23                 //b设为尾节点
24                 last = b;
25             //如果尾节点为null
26             if (last == null)
27                 //头节点设为p
28                 head = p;
29             else {
30                 //否则将p放到双向链表的最后
31                 p.before = last;
32                 last.after = p;
33             }
34             //将尾节点设为p
35             tail = p;
36             //LinkedHashMap对象操作次数+1,用于快速失败校验
37             ++modCount;
38         }
39     }
复制代码


通过重写put方法,来维护一个双向链表,使得存取有序。。


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;
}
复制代码


  相比于 HashMap 的 get 方法,这里多出了第 5,6行代码,当 accessOrder = true 时,即表示按照最近访问的迭代顺序,会将访问过的元素放在链表后面。


总结


LinkedHashMap比HashMap多了一个双向链表的维护,在数据结构而言它要复杂一些,阅读源码起来比较轻松一些,因为大多都由HashMap实现了..

阅读源码的时候我们会发现多态是无处不在的~子类用父类的方法,子类重写了父类的部分方法即可达到不一样的效果!

比如:LinkedHashMap并没有重写put方法,而put方法内部的newNode()方法重写了。LinkedHashMap调用父类的put方法,里面回调的是重写后的newNode(),从而达到目的!


LinkedHashMap可以设置两种遍历顺序:

  • 访问顺序(access-ordered)
  • 插入顺序(insertion-ordered)
  • 默认是插入顺序的

对于访问顺序,它是LRU(最近最少使用)算法的实现,要使用它要么重写LinkedListMap的几个方法(removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest)和afterNodeInsertion(boolean evict)),要么是扩展成LRUMap来使用,不然设置为访问顺序(access-ordered)的用处不大,对于LinkedHashMap的LRU这边没有深入了,因为确实用的不多,但是大家有兴趣的可以深入研究。


LinkedHashMap遍历的是内部维护的双向链表,所以说初始容量对LinkedHashMap遍历是不受影响的

一句话。LinkedHashMap就是继承HashMap的加上双向链表的HashMap,所以讲的也不多


版本说明

  • 这里的源码是JDK8版本,不同版本可能会有所差异,但是基本原理都是一样的。
  • Map家族讲完,整个集合体系,还差一个Set。明天开始Set

因为博主也是一个开发萌新 我也是一边学一边写 我有个目标就是一周 二到三篇 希望能坚持个一年吧 希望各位大佬多提意见,让我多学习,一起进步。


相关文章
|
6月前
|
Java 虚拟化 容器
(Java)Java里JFrame窗体的基本操作(容器布局篇-1)
容器 容器,我的理解是可以包容其他东西的玩意。它可以是一个盒子,可以是一个虚拟化的物品,可只要能包裹住其他存在质体的东西,那么都可以称作是容器。例如:JPanel组件和JScollPane组件两者都是容器也是组件。 既然有容器,那么容器中的布局就必不可少了。不然不规矩的摆放物品,人类看不习惯,我也看不习惯 ???? 本篇内容,将说明java JFrame窗体里容器中几类布局。 说明:所有在JFrame窗体里的容器布局都会使用setLayout()方法,采用的布局参数都将放进这个方法里 绝对布局 调用窗体容器
194 1
|
7月前
|
Java 大数据 API
Java Stream API:现代集合处理与函数式编程
Java Stream API:现代集合处理与函数式编程
360 100
|
7月前
|
Java API 数据处理
Java Stream API:现代集合处理新方式
Java Stream API:现代集合处理新方式
366 101
|
7月前
|
算法 Java
50道java集合面试题
50道 java 集合面试题
|
6月前
|
存储 算法 安全
Java集合框架:理解类型多样性与限制
总之,在 Java 题材中正确地应对多样化与约束条件要求开发人员深入理解面向对象原则、范式编程思想以及JVM工作机理等核心知识点。通过精心设计与周密规划能够有效地利用 Java 高级特征打造出既健壮又灵活易维护系统软件产品。
170 7
|
7月前
|
存储 Java Go
对比Java学习Go——函数、集合和OOP
Go语言的函数支持声明与调用,具备多返回值、命名返回值等特性,结合`func`关键字与类型后置语法,使函数定义简洁直观。函数可作为一等公民传递、赋值或作为参数,支持匿名函数与闭包。Go通过组合与接口实现面向对象编程,结构体定义数据,方法定义行为,接口实现多态,体现了Go语言的简洁与高效设计。
199 4
|
存储 Java 容器
Java中集合容器详解:简单使用与案例分析3
Java中集合容器详解:简单使用与案例分析
244 0
|
安全 算法 Java
【Java集合类面试二】、 Java中的容器,线程安全和线程不安全的分别有哪些?
这篇文章讨论了Java集合类的线程安全性,列举了线程不安全的集合类(如HashSet、ArrayList、HashMap)和线程安全的集合类(如Vector、Hashtable),同时介绍了Java 5之后提供的java.util.concurrent包中的高效并发集合类,如ConcurrentHashMap和CopyOnWriteArrayList。
【Java集合类面试二】、 Java中的容器,线程安全和线程不安全的分别有哪些?
|
安全 算法 Java
安全无忧:Java并发集合容器的应用与实践
安全无忧:Java并发集合容器的应用与实践
177 0
安全无忧:Java并发集合容器的应用与实践
|
存储 算法 Java
盘点Java集合(容器)概览,Collection和Map在开发中谁用的最多?
盘点Java集合(容器)概览,Collection和Map在开发中谁用的最多?
225 0