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常用集合之LinkedHashMap原始碼淺析

眾所周知 HashMap 是一個無序的 Map,因為每次根據 keyhashcode對映到Entry陣列上,所以遍歷出來的順序並不是寫入的順序。

因此 JDK 推出一個基於 HashMap 但具有順序的 LinkedHashMap 來解決有排序需求的場景。

它的底層是繼承於 HashMap實現的,由一個雙向連結串列所構成。

類圖

原始碼

資料結構

public class LinkedHashMap<K,V>
    extends HashMap<K,V>
    implements Map<K,V>
{
     //繼承了HashMap 的靜態內部類HashMap.Node
static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {//雙向連結串列 Entry<K,V> before, after; //父節點和子節點 Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) { super(hash, key, value, next); } } //頭結點 transient LinkedHashMap.Entry<K,V> head; //尾節點
transient LinkedHashMap.Entry<K,V> tail; //排序, 預設是 false,預設按照插入順序排序,為 true 時按照訪問順序排序 final boolean accessOrder; }

其中HashMap.Node原始碼如下:

static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> { //單向連結串列
        final int hash;
        final K key;
        V value;
        Node<K,V> next; //下一個節點
Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) { this.hash = hash; this.key = key; this.value = value; this.next = next; } //... }

由原始碼可知,LinkedHashMap原本是一個雙向連結串列,但是,由於連結串列中裝有單向連結串列的節點HashMap.Node,所以就變成了雙向鏈中存放著單向鏈。

由此可得如下資料模型:

構造方法

    public LinkedHashMap() {
        super(); //這裡的super實際上就是HashMap的構造方法
        accessOrder = false; //排序欄位預設為false
    }

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

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

put方法

put方法依然繼承至HashMap

   public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }

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);  //排序,這個由子類實現
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

子類LinkedHashMap重寫afterNodeAccess方法,從而實現了排序功能:

 void afterNodeAccess(Node<K,V> e) { // move node to last
        LinkedHashMap.Entry<K,V> last;
        if (accessOrder && (last = tail) != e) {
            LinkedHashMap.Entry<K,V> p =
                (LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;
            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;
        }
    }

總的來說 LinkedHashMap 其實就是對 HashMap 進行了拓展,使用了雙向連結串列來保證了順序性。

因為是繼承與 HashMap 的,所以一些 HashMap 存在的問題 LinkedHashMap 也會存在,比如不支援併發等。

ps: 文末推薦其他幾篇有關集合的文章: