LinkedHashMap 詳解及源碼簡析

1、前言

在 HashMap詳解以及源碼分析 這篇文章中，對 HashMap 的實現原理進行了比較深刻的分析。而在 HashMap 你們族中，另外一個重要的且經常被拿來比較的類 LinkedHashMap 也很是的重要。相比較 HashMap，其最大的特色是其默認按插入順序進行排序。

在閱讀這篇文章以前，建義先過一遍 HashMap詳解以及源碼分析。正如 LinkedHashMap 是繼承自 HashMap 同樣，這篇文章也是基於 HashMap 進行分析。

2、代碼分析

1. demo 及其簡析

LinkedHashMap<String,String> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();

        linkedHashMap.put(null,"北京");
        linkedHashMap.put("beijing","北京");
        linkedHashMap.put("shanghai","上海");
        linkedHashMap.put("tianjin","天津");
        linkedHashMap.put("hangzhou","杭州");
        linkedHashMap.put("changsha","長沙");
        linkedHashMap.put("wuhan","武漢");
        linkedHashMap.put("guangzhou","廣州");
        linkedHashMap.put("shenzhen","深圳");

        Set<LinkedHashMap.Entry<String,String>> sets = linkedHashMap.entrySet();
        for (LinkedHashMap.Entry<String,String> set : sets) {
            Log.d(TAG, "linkedHashMapSample: key = " + set.getKey() + ";value = " + set.getValue());
        }
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demo 運行結果

linkedHashMapSample: key = null;value = 北京
linkedHashMapSample: key = beijing;value = 北京
linkedHashMapSample: key = shanghai;value = 上海
linkedHashMapSample: key = tianjin;value = 天津
linkedHashMapSample: key = hangzhou;value = 杭州
linkedHashMapSample: key = changsha;value = 長沙
linkedHashMapSample: key = wuhan;value = 武漢
linkedHashMapSample: key = guangzhou;value = 廣州
linkedHashMapSample: key = shenzhen;value = 深圳
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從運行結果能夠看出，LinkedHashMap 輸出的結果的順序與其 put 時的順序時一致的。

2.源碼分析

LinkedHashMap 的類圖結果在分析 HashMap 的時候已經有了解過，這裏再複習一下Map你們族。

• LinkedHashMap 的初始化

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();
        accessOrder = false;
        putMapEntries(m, false);
    }
public LinkedHashMap(int initialCapacity,
                         float loadFactor,
                         boolean accessOrder) {
        super(initialCapacity, loadFactor);
        this.accessOrder = accessOrder;
    }
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LinkedHashMap 根據參數的不一樣重載了 5 個不一樣的構造方法，但其做用基本相同，只是賦值一些默認值而已，如初始容量，負載因子以及是否按訪問排序，其默認是按插入排序的。

• LinkedHashMap 插入元素 put() 方法 LinkedHashMap 自己並無實現，是共用父類 HashMap 的，也就是這個 put 方法是來自於 HashMap 的。在分析 HashMap 的時候已經瞭解，put() 又是進一步調用了 putVal() 方法，下面簡單來過一下 putVal() 方法。

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;
    }
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putVal() 裏面做的事情比較多，這裏也再來複習一下。 (1)經過對 hash(key) 計算出來的 hash 值，計算出散列 index。

(2)若是沒碰撞衝突直接放到 table 裏。

(3)若是碰撞衝突了，先以鏈表的形式解決衝突，並把新的 node 插入到鏈尾。

(4)若是碰撞衝突致使鏈表過長(>= TREEIFY_THRESHOLD)，就把鏈表轉換成紅黑樹，提升查詢效率。

(5)若是節點已經存在，即key的 hash() 值相等且 key 的內容相等，就替換 old value，從而保證 key 的惟一性。

(6)若是 table 滿了( > load factor*capacity)，就要擴容resize()。

這裏 LinkedHashMap 差別的地方在於建立新的 Node，也就是 Entry，而 LinkedHashMap 的 Entry 也是不同的，其有本身定義的 LinkedHashMapEntry。

static class LinkedHashMapEntry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
        LinkedHashMapEntry<K,V> before, after;
        LinkedHashMapEntry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
            super(hash, key, value, next);
        }
    }
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LinkedHashMapEntry 繼承自 HashMap.Node，在經基本上其增長了 before 以及 after 兩個指針，以此即可以構造出一個雙向鏈表。再來看看它的 newNode() 實現即可以知道它是如何構建雙向鏈表的了。

Node<K,V> newNode(int hash, K key, V value, Node<K,V> e) {
        LinkedHashMapEntry<K,V> p =
            new LinkedHashMapEntry<K,V>(hash, key, value, e);
        linkNodeLast(p);
        return p;
    }
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這裏有個關鍵的調用 linkNodeLast() 方法。

private void linkNodeLast(LinkedHashMapEntry<K,V> p) {
        LinkedHashMapEntry<K,V> last = tail;
        tail = p;
        if (last == null)
            head = p;
        else {
            p.before = last;
            last.after = p;
        }
    }
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先取出 tial 指針，再令當前節點爲 tial 指針，而後當前指針指向 tial 指針，tail 指針又指向當前指針。意思就是當前的 tail 指針與當前指針 p 創建起先後指向關係，而後令當前的 p 指針爲 tail 指針，從而便構造出了雙向鏈表。

• LinkedHashMap 獲取元素 get() 方法與remove() 方法 LinkedHashMap 的 get() 方法與 remove() 方法基本與 HashMap 是一致的，只是在 remove() 時注意還要從 LinkedHashMapEntry 所構成的雙向鏈表中將其也一併移除。

• LinkedHashMap 的遍歷 在分析 HashMap 的時候咱們知道，遍歷最主要的實如今集合本身所實現的 Iterator 中，而 Iterator 中最關鍵的又在 nextNode() 方法中。

final LinkedHashMapEntry<K,V> nextNode() {
            LinkedHashMapEntry<K,V> e = next;
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
            if (e == null)
                throw new NoSuchElementException();
            current = e;
            next = e.after;
            return e;
        }
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從代碼裏能夠看出，這就是對一個連接進行遍歷的基本操做了，這裏根本就不須要考慮到 key 以及 value 自己是如何存儲的，而只是經過鏈表進行基本的遍歷就能夠了。

3、總結

在瞭解了 HashMap 的原理後，再來看 LinkedHashMap 的話是很是簡單的。LinkedHashMap 是繼承自 HashMap 的，因此 LinkedHashMap 包含了 HashMap 全部的功能以及特性。而在此基礎上，LinkedHashMap 又將每一個 LinkedHashMapEntry 連接成了一個雙向鏈表。而咱們之因此能獲得一個有序的結果輸出，其緣由就在於其 Iterator 的實現。咱們對 LinkedHashMap 的遍歷就是對 LinkedHashMapEntry 所構成的鏈表進行遍歷。默認狀況下，鏈表就是按照插入順序進行構造的，新插入的結點都會被放到 tial，這也就是天然保證了插入時的順序了。

最後，感謝你能讀到並讀完此文章，若是分析的過程當中存在錯誤或者疑問都歡迎留言討論。若是個人分享可以幫助到你，還請記得幫忙點個贊吧，謝謝。