LinkedList 的一些認識：
　　對於鎖鏈的認識還是以前看動畫片<聖鬥士星矢>中阿舜的武器，鎖鏈被無數次的擊碎斷裂，然後小宇宙爆發，鎖鏈會自動前後拼接，組成強大的鏈條。"星雲鎖鏈" - 鎖鏈無邊無際、攻擊範圍廣，仙女座暴走也是很恐怖的 ^_^
可能我這樣比喻並不怎麽準確，數據鏈表也是基於這種前後節點的操作。我的歸納是：

• 繼承於AbstractSequentialList的雙向鏈表，可以被當作堆棧、隊列或雙端隊列進行操作
• 有序，非線程安全的雙向鏈表，默認使用尾部插入法
• 適用於頻繁新增或刪除場景，頻繁訪問場景請選用ArrayList
• 插入和刪除時間復雜為O(1)，其余最差O(n)
• 由於實現Deque接口，雙端隊列相關方法眾多，會專門來講，這裏不多加詳述

■ 類定義

public class LinkedList<E>
    extends AbstractSequentialList<E>
    implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable

• 繼承 AbstractSequentialList，能被當作堆棧、隊列或雙端隊列進行操作
• 實現 List 接口，能進行隊列操作
• 實現 Deque 接口，能將LinkedList當作雙端隊列使用
• 實現 Cloneable 接口，重寫 clone() ，能克隆(淺拷貝)
• 實現 java.io.Serializable 接口，支持序列化

■ 重要全局變量

/**
  * 當前鏈表元素數量
  */
transient int size = 0;
/**
  * Pointer to first node.
  * Invariant: (first == null && last == null) || (first.prev == null && first.item != null)
  * 鏈表頭部節點           
  
 
*/
transient Node<E> first;
/**
  * Pointer to last node.
  * Invariant: (first == null && last == null) ||  (last.next == null && last.item != null)
  * 鏈表尾部節點          
  */
transient Node<E> last;

■ 構造器

/**
  * Constructs an empty list.
  * 默認空構造器 -- 註意LinkedList並不提供指定容量的構造器
  */
public LinkedList() {
}

/**
  * Constructs a list containing the elements of the specified
  * collection, in the order they are returned by the collection‘s iterator.
  * 支持將一個Collection轉換成LinkedList
  *
  * @param  c the collection whose elements are to be placed into this list
  * @throws NullPointerException if the specified collection is null
  */
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
    this();
    addAll(c);
}

■ Node節點 - 可看作鏈條的兩頭拼接點

/**
  * 存儲對象的結構：
  *  每個Node節點包含了上一個節點和下一個節點的引用，從而構成了雙向的鏈表
  */
private static class Node<E> {
    E item;  //存儲元素
    Node<E> next;  // 指向下一個節點
    Node<E> prev;  // 指向上一個節點

    //註意第一個元素是prev，第二個元素才是存儲元素即可
    Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next){
        this.item = element;
        this.next = next;
        this.prev = prev;
    }
}

■ LinkedList 的存貯

　add()

/**
  * Appends the specified element to the end of this list.
  * <p>This method is equivalent to {@link #addLast}.
  * 插入一個新元素到鏈表尾部
  * @param e element to be appended to this list
  * @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add}) 返回插入結果
  */
public boolean add(E e) {
    linkLast(e);
    return true;
}

/**
  * Inserts the specified element at the specified position in this list.
  * Shifts the element currently at that position (if any) and any
  * subsequent elements to the right (adds one to their indices).
  * 插入一個新元素到指定下標位置，大於該下標的所有元素統一向右移動一位
  * @param index index at which the specified element is to be inserted
  * @param element element to be inserted
  * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
  */
public void add(int index, E element) {
    checkPositionIndex(index);//下標邊界校驗
    if (index == size) //當下標==鏈表長度時，尾部插入
        linkLast(element);
    else
        linkBefore(element, node(index));//否則，前部插入（起始位置為index）
}

　- checkPositionIndex() :

private void checkPositionIndex(int index) {
    if (!isPositionIndex(index))
        throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}

/**
  * Tells if the argument is the index of a valid position for an iterator or an add operation.
  * 當叠代或插入操作時，需要判斷下標的邊界
  */
private boolean isPositionIndex(int index) {
    return index >= 0 && index <= size;
} 

- linkLast()

/**
  * Links e as last element.
  * 將e變為鏈表的最後一個元素
  */
void linkLast(E e) {
    final Node<E> l = last;
    final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);//註意：新建node的next為null
    last = newNode;//將新建node作為鏈表尾部節點
    //當原隊尾為null時，即鏈表為空時
    if (l == null)
        first = newNode;//將新建node同時作為鏈表頭部節點
    else
        l.next = newNode;//將原鏈表尾部節點的next引用指向新建node，形成鏈表結構
    size++;//當前鏈表長度+1
    modCount++;//新增操作屬於結構性變動，modCount計數+1
}

　- linkBefore()

/**
  * Inserts element e before non-null Node succ.
  * 插入一個新的元素到指定非空節點之前
  */
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
    // assert succ != null;
    //邏輯與linkLast基本一致，區別在於將last變成prev，將新節點插入到succ節點之前
    final Node<E> pred = succ.prev;
    final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
    succ.prev = newNode;//唯一的區別，將新節點插入到succ節點之前
    if (pred == null)
        first = newNode;
    else
        pred.next = newNode;
    size++;
    modCount++;//插入屬於結構性變動，modCount計數+1
}

■ LinkedList 的讀取

- get()

/**
  * Returns the element at the specified position in this list.
  * 獲取指定下標元素
  * @param index index of the element to return
  * @return the element at the specified position in this list
  * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
  */
public E get(int index) {
    checkElementIndex(index);  //判斷下標是否存在元素
    return node(index).item;  //註意返回不是node，而是item；同時node一定不為null，而item允許為null
}

　- node()

/**
  * Returns the (non-null) Node at the specified element index.
  * 返回指定下標的非空node
  */
Node<E> node(int index) {
    // assert isElementIndex(index);
    //值得一提的是，為了提高查詢效率，node查詢選擇使用二分查找法
    if (index < (size >> 1)) { 
        Node<E> x = first; //若在前半邊，就從前往後找
        for (int i = 0; i < index; i++)
            x = x.next;
        return x;
    } else {
        Node<E> x = last; //若在後半邊，就從後往前找
        for (int i = size - 1; i > index; i--)
            x = x.prev;
        return x;
    }
}

■ LinkedList 的移除

- remove()

/**
  * Retrieves and removes the head (first element) of this list.
  * 默認刪除頭部節點
  * @return the head of this list
  * @throws NoSuchElementException if this list is empty
  * @since 1.5
  */
public E remove() {
    return removeFirst();
}
/**
  * Removes the element at the specified position in this list.  Shifts any
  * subsequent elements to the left (subtracts one from their indices).
  * Returns the element that was removed from the list.
  * 根據下標刪除元素
  * @param index the index of the element to be removed
  * @return the element previously at the specified position
  * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
  */
public E remove(int index) {
    checkElementIndex(index);//邊界校驗 index >= 0 && index < size
    return unlink(node(index));//解綁操作
}
/**
  * Removes the first occurrence of the specified element from this list,if it is present. 
  * If this list does not contain the element, it is unchanged.
  * More formally, removes the element with the lowest index {@code i}  such that
  * <tt>(o==null?get(i)==null:;o.equals(get(i)))</tt> (if such an element exists).
  * Returns {@code true} if this list contained the specified element (or equivalently, 
  * if this list changed as a result of the call).
  * 直接移除某個元素：
  *     當該元素不存在，不會發生任何變化
  *     當該元素存在且成功移除時，返回true，否則false
  *     當有重復元素時，只刪除第一次出現的同名元素 ：
  *        例如只移除第一次出現的null（即下標最小時出現的null）
  * @param o element to be removed from this list, if present
  * @return {@code true} if this list contained the specified element
  */
public boolean remove(Object o) {
    //雖然跟ArrayList一樣需要遍歷，但由於不需要調用耗時的`System.arraycopy`，效率更高
    if (o == null) {
        for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
            if (x.item == null) {
                unlink(x);
                return true;
            }
        }
    } else {
        for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
            if (o.equals(x.item)) {
                unlink(x);
                return true;
            }
        }
    }
    return false;
}

　- unlink()

/**
  * Unlinks non-null node x.
  * 解除node鏈接，主要幹了三件事情：
  *     1.解綁當前元素的前後節點鏈接，前後節點重新綁定關系
  *     2.當前元素的所有屬性清空，help gc
  *     3.鏈表長度-1，modCount計數+1(help fail-fast)
  * @return 返回元素本身 註意是item，而不是node
  */
E unlink(Node<E> x) {
    // assert x != null;
    final E element = x.item;
    final Node<E> next = x.next;//後一位節點
    final Node<E> prev = x.prev;//前一位節點
    //解綁前一位節點
    if (prev == null) {//當前節點位於鏈表頭部
        first = next;//後一位節點放鏈表頭部
    } else {
        //非鏈表頭部
        prev.next = next;//將前一位節點的next指向下一位節點
        x.prev = null;//當前節點的前一位節點清空 ，help gc
    }
    //解綁後一位節點
    if (next == null) {//當前節點位於鏈表尾部
        last = prev;//前一位節點放鏈表尾部
    } else {
        //非鏈表尾部
        next.prev = prev;//將後一位節點的prev指向前一位節點
        x.next = null;//當前節點的後一位節點清空 ，help gc
    }
    x.item = null;//當前節點元素清空
    size--;//鏈表長度-1
    modCount++;//刪除操作屬於結構性變動，modCount計數+1
    return element;//返回元素本身
}

** unlinkFirst / unlinkLast 思路基本一致，有興趣讀者可參考JDK

■ LinkedList 實現堆棧

• 棧(Stack)是限定僅在一端進行插入(push)、輸出刪除(pop) 運算的線性表
• 根據後進先出(LIFO: last in first output)原則，頂部稱為棧頂(top)，底部稱為棧底(bottom)

/**
  * 堆棧(Stack)的LinkedList版本簡單實現
  * 這裏使用first（使用last原理也一樣，保證只在一端操作即可）
  */
class Stack<T> {
    LinkedList<T> linkedList = new LinkedList<T>();
    /**
      * 入棧 
      */
    public void push(T v) {
       linkedList.addFirst(v);
    }
    /**
      * 出棧，不刪除棧頂元素
      */
    public T peek() {
       return storage.getFirst();
    }
    /**
      * 出棧 ，刪除棧頂元素
      */
    public T pop() {
       return storage.removeFirst();
    }
}    

■ LinkedList 實現隊列

• 隊列(Queue)是限定插入和刪除各在一端進行的線性表
• 根據先進先出(FIFO)原則，表中允許插入的一端稱為隊尾(Rear)，允許刪除的一端稱為隊頭(Front)
• 隊列的操作方式和堆棧類似，唯一的區別在於隊列只允許新數據在後端進行添加

/**
  * 隊列的LinkedList版本簡單實現
  * 這裏使用隊尾插入，對頭刪除的寫法（反過來原理一致，只要保證插入和刪除各占一端即可）
  */
class Queue<T> {
    LinkedList<T> linkedList = new LinkedList<T>();
    /**
      * 入隊，將指定的元素插入隊尾
      */
    public void offer(T v) {
        linkedList.offer(v);
    }
    /**
      * 出隊，獲取頭部元素，但不刪除，如果此隊列為空，則返回 null
      */
    public T peek() {
        return linkedList.peek();
    }
    /**
      * 出隊，獲取頭部元素，但不刪除，如果此隊列為空，則拋異常
      */
    public T element() {
        return linkedList.element();
    }
    /**
      * 出隊，獲取頭部元素並刪除，如果隊列為空，則返回 null
      */
    public T poll() {
        return linkedList.poll();
    }
    /**
      * 出隊，獲取頭部元素並刪除，如果隊列為空，則拋異常
      */
    public T remove() {
        return linkedList.remove();
    }
}  

LindedList - 星雲鎖鏈讓數據發揮小宇宙