LinkedHashMap 源码解析

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LinkedHashMap 源码解析

西北野狼 2017-09-28 11:27:00 浏览603
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概述:

LinkedHashMap实现Map继承HashMap,基于Map的哈希表和链该列表实现,具有可预知的迭代顺序。

LinedHashMap维护着一个运行于所有条目的双重链表结构,该链表定义了迭代顺序,可以是插入或者访问顺序。

 LintHashMap的节点对象继承HashMap的节点对象,并增加了前后指针 before after:

/**
    * LinkedHashMap节点对象
    */
    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);
        }
    }

lintHashMap初始化:

accessOrder,简单说就是这个用来控制元素的顺序, 
accessOrder为true: 表示按照访问的顺序来,也就是谁最先访问,就排在第一位 
accessOrder为false表示按照存放顺序来,就是你put元素的时候的顺序。

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

    /**
      * 生成一个空的LinkedHashMap,并指定其容量大小,负载因子使用默认的0.75,
      * accessOrder为false表示按照存放顺序来,就是你put元素的时候的顺序
      * accessOrder为true: 表示按照访问的顺序来,也就是谁最先访问,就排在第一位
      */
    public LinkedHashMap(int initialCapacity) {
        super(initialCapacity);
        accessOrder = false;
    }
    /**
      * 生成一个空的HashMap,容量大小使用默认值16,负载因子使用默认值0.75
      * 默认将accessOrder设为false,按插入顺序排序.
      */
    public LinkedHashMap() {
        super();
        accessOrder = false;
    }
    /**
      * 根据指定的map生成一个新的HashMap,负载因子使用默认值,初始容量大小为Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1,DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
      * 默认将accessOrder设为false,按插入顺序排序.
      */
    public LinkedHashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
        super();
        accessOrder = false;
        putMapEntries(m, false);
    }
    /**
      * 生成一个空的LinkedHashMap,并指定其容量大小和负载因子,
      * 默认将accessOrder设为true,按访问顺序排序
      */
    public LinkedHashMap(int initialCapacity,
                         float loadFactor,
                         boolean accessOrder) {
        super(initialCapacity, loadFactor);
        this.accessOrder = accessOrder;
    }

putMapEntries(m,false)调用父类HashMap的方法,继而根据HashMap的put来实现数据的插入:

   /**
     * Implements Map.putAll and Map constructor
     *
     * @param m the map
     * @param evict false when initially constructing this map, else
     * true (relayed to method afterNodeInsertion).
     */
    final void putMapEntries(Map<? extends K, ? extends V> m, boolean evict) {
        int s = m.size();
        if (s > 0) {
            if (table == null) { // pre-size
                float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F;
                int t = ((ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY) ?
                         (int)ft : MAXIMUM_CAPACITY);
                if (t > threshold)
                    threshold = tableSizeFor(t);
            }
            else if (s > threshold)
                resize();
            for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet()) {
                K key = e.getKey();
                V value = e.getValue();
                putVal(hash(key), key, value, false, evict);
            }
        }
    }

存储:

put调用的HashMap的put方法,调用两个空方法,由LinkedHashMap实现

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);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

在hashmap中红色部分为空实现:

 void afterNodeAccess(Node<K,V> p) { }
 void afterNodeInsertion(boolean evict) { }

然后看下LinkedHashMap怎么实现这两方法:

将当前节点e移动到双向链表的尾部。每次LinkedHashMap中有元素被访问时,就会按照访问先后来排序,先访问的在双向链表中靠前,越后访问的越接近尾部。当然只有当accessOrdertrue时,才会执行这个操作。

void afterNodeAccess(Node<K,V> e) {
        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;
        }
    }

afterNodeInsertion方法 evicttrue时删除双向链表的头节点

  void afterNodeInsertion(boolean evict) { // possibly remove eldest
        LinkedHashMap.Entry<K,V> first;
     //头结点不为空,删除头结点
if (evict && (first = head) != null && removeEldestEntry(first)) { K key = first.key; removeNode(hash(key), key, null, false, true); } }

删除操作调用HashMap的remove方法实现元素删除,remove调用removeNode,而removeNode有一个方法需要LinkedHashMap来实现:

e节点从双向链表中删除,更改e前后节点引用关系,使之重新连成完整的双向链表。

  void afterNodeRemoval(Node<K,V> e) { // unlink
        LinkedHashMap.Entry<K,V> p =
            (LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;
        p.before = p.after = null;
        if (b == null)
            head = a;
        else
            b.after = a;
        if (a == null)
            tail = b;
        else
            a.before = b;
    }

读取:

e不为空,则获取e的value值并返回。

public V get(Object key) {
        Node<K,V> e;
        if ((e = getNode(hash(key), key)) == null)
            return null;
        if (accessOrder)
            afterNodeAccess(e);
        return e.value;
    }

accessOrder为true,也就是说按照访问顺序获取内容。

    void afterNodeAccess(Node<K,V> e) {
        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;
        }
    }

LinkedHashMap的几个迭代器:

抽象类LinkedHashIterator 实现具体删除,判断是否存在下个结点,迭代的逻辑。

LinkedKeyIterator 继承自LinkedHashIterator,实现了Iterator接口,对LinkedHashMap中的key进行迭代。
LinkedValueIterator 继承自LinkedHashIterator,实现了Iterator接口,对LinkedHashMap中的Value进行迭代
LinkedEntryIterator 继承自LinkedHashIterator,实现了Iterator接口,对LinkedHashMap中的结点进行迭代 
abstract class LinkedHashIterator {
        //下一个节点
        LinkedHashMap.Entry<K,V> next;
        //当前节点
        LinkedHashMap.Entry<K,V> current;
        //期望的修改次数
        int expectedModCount;

        LinkedHashIterator() {
            //next赋值为头结点
            next = head;
            //赋值修改次数
            expectedModCount = modCount;
            //当前节点赋值为空
            current = null;
        }
        //是否存在下一个结点
        public final boolean hasNext() {
            return next != null;
        }

        final LinkedHashMap.Entry<K,V> nextNode() {
            LinkedHashMap.Entry<K,V> e = next;
            //检查是否存在结构性改变
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
            //结点为null NoSuchElementException
            if (e == null)
                throw new NoSuchElementException();
            //不为null,赋值当前节点
            current = e;
            //赋值下一个结点
            next = e.after;
            return e;
        }
        //删除操作
        public final void remove() {
            Node<K,V> p = current;
            if (p == null)
                throw new IllegalStateException();
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
            current = null;
            K key = p.key;
            //移除结点操作
            removeNode(hash(key), key, null, false, false);
            expectedModCount = modCount;
        }
    }

    final class LinkedKeyIterator extends LinkedHashIterator
        implements Iterator<K> {
        public final K next() { return nextNode().getKey(); }
    }

    final class LinkedValueIterator extends LinkedHashIterator
        implements Iterator<V> {
        public final V next() { return nextNode().value; }
    }

    final class LinkedEntryIterator extends LinkedHashIterator
        implements Iterator<Map.Entry<K,V>> {
        public final Map.Entry<K,V> next() { return nextNode(); }
    }

 

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