数据结构和算法六(LinkedHashMap实现原理解析)

LinkedHashMap简介

  • 首先LinkedHashMap是HashMap的子类,和HashMap有着同样的存储结构,但是它加入了一个双向链表的头结点,将所有put的元素全部串成了一个双向循环链表,因此保留了插入的顺序,所以它是有序的。
  • 而且它也可以用来实现LRU算法,我们可以看LruCache源码知道,内部维护了 一个LinkedHahMap,同样它是非线程安全的

源码解析(基于25的)

  • 变量

    private transient LinkedHashMapEntry<K,V> header;
    双向循环链表的头结点,整个LinkedHashMap都只有一个header,它是将哈希表中所有的实体连接起来的,header中不保存key-value,只保存前后结点的引用
    private final boolean accessOrder; 双向链表中元素排序规则的标志,为false的时候按照插入顺序,为true按照访问顺序

  • 构造函数

public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
super(initialCapacity, loadFactor);
accessOrder = false;
}
这是构造函数,调用父类的构造函数构造数组,然后这个是按照插入顺序来访问的。
public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder) {
super(initialCapacity, loadFactor);
this.accessOrder = accessOrder;
}
这个是支持自定义访问顺序的

  • 方法

    @Override
      void init() {
      header = new LinkedHashMapEntry<>(-1, null, null, null);
      header.before = header.after = header;
    }
    这是init方法 是父类的也就是hashmap的 但是父类是空实现,子类实现并且创建一个header结点
    
      复写HashMap中的transfer方法,它在父类的resize方法中调用,扩容后 将key和value对重新映射到新table中,复写该方法的目的是为了提高复制的效率,这里迭代是利用了循环链表进行迭代,并不对底层的数组的进行for循环
    @Override
      void transfer(HashMapEntry[] newTable) {
      int newCapacity = newTable.length;
      for (LinkedHashMapEntry<K,V> e = header.after; e != header; e = e.after) {
          int index = indexFor(e.hash, newCapacity);
          e.next = newTable[index];
          newTable[index] = e;
      }
    }
    
  • 内部类

      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;  
    
      //调用父类的构造方法  
      Entry(int hash, K key, V value, HashMap.Entry<K,V> next) {  
          super(hash, key, value, next);  
      }  
    
      //双向循环链表中,删除当前的Entry  注意这里得到的当前的对象  
      private void remove() {  
          before.after = after;  //  this.before.after=this.after;
          after.before = before;  //this.after.brfore=this.before; 这么写肯定看懂 也就是说将当前节点删除
      }  
    
      //双向循环立链表中,将当前的Entry插入到existingEntry的前面  
      private void addBefore(Entry<K,V> existingEntry) {  
          after  = existingEntry;  
          before = existingEntry.before;  
          before.after = this;  
          after.before = this;  
      }  
    
    
      //覆写HashMap中的recordAccess方法(HashMap中该方法为空),  
      //当调用父类的put方法,在发现插入的key已经存在时,会调用该方法,  
      //调用LinkedHashmap覆写的get方法时,也会调用到该方法,  
      //该方法提供了LRU算法的实现,它将最近使用的Entry放到双向循环链表的尾部,  
      //accessOrder为true时,get方法会调用recordAccess方法  
      //put方法在覆盖key-value对时也会调用recordAccess方法  
      //它们导致Entry最近使用,因此将其移到双向链表的末尾  
      void recordAccess(HashMap<K,V> m) {  
          LinkedHashMap<K,V> lm = (LinkedHashMap<K,V>)m;  
          //如果链表中元素按照访问顺序排序,则将当前访问的Entry移到双向循环链表的尾部,  
          //如果是按照插入的先后顺序排序,则不做任何事情。  
          if (lm.accessOrder) {  
              lm.modCount++;  
              //移除当前访问的Entry  
              remove();  
              //将当前访问的Entry插入到链表的尾部  
              addBefore(lm.header);  
          }  
      }  
    
      void recordRemoval(HashMap<K,V> m) {  
          remove();  
      }  
    }  
    

    这里在贴一下get方法的源码

      public V get(Object key) {  
      Entry<K,V> e = (Entry<K,V>)getEntry(key);  
      if (e == null)  
          return null;  
      e.recordAccess(this);  
      return e.value;  
    

    }
    //以上就是linkedmap源码解析 大多数都是调用父类的方法,

总结

image.png
  • 从源码中可以看出LinkedHashmap就是加入了一个head节点,将所有插入到该map中的entry按照插入的先后顺序依次插入到以head为头结点的双向循环链表的尾部

  • LinkedHashMap由于继承自HashMap,因此它具有HashMap的所有特性,同样允许key和value为null。

  • 注意源码中的accessOrder标志,当它false时,表示双向链表中的元素按照Entry插入LinkedHashMap到中的先后顺序排序,即每次put到LinkedHashMap中的Entry都放在双向链表的尾部,这样遍历双向链表时,Entry的输出顺序便和插入的顺序一致,这也是默认的双向链表的存储顺序;当它为true时,表示双向链表中的元素按照访问的先后顺序排列,可以看到,虽然Entry插入链表的顺序依然是按照其put到LinkedHashMap中的顺序,但put和get方法均有调用recordAccess方法(put方法在key相同,覆盖原有的Entry的情况下调用recordAccess方法),该方法判断accessOrder是否为true,如果是,则将当前访问的Entry(put进来的Entry或get出来的Entry)移到双向链表的尾部(key不相同时,put新Entry时,会调用addEntry,它会调用creatEntry,该方法同样将新插入的元素放入到双向链表的尾部,既符合插入的先后顺序,又符合访问的先后顺序,因为这时该Entry也被访问了),否则,什么也不做。

  • 注意构造方法,第一个构造方法是按照插入顺序来访问的,第二个构造方法是你可以自定义的,因此可以指定双向循环链表中元素的排序规则,一般要用LinkedHashMap实现LRU算法,就要用该构造方法,将accessOrder置为true。
    5、LinkedHashMap并没有覆写HashMap中的put方法,而是覆写了put方法中调用的addEntry方法和recordAccess方法

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