众所周知 HashMap 是一个无序的 Map,因为每次根据 key 的 hashcode 映射到 Entry数组上,所以遍历出来的顺序并不是写入的顺序。
因此 JDK 推出一个基于 HashMap 但具有顺序的 LinkedHashMap 来解决有排序需求的场景。
它的底层是继承于 HashMap 实现的,由一个双向链表所构成。
LinkedHashMap 的排序方式有两种:
根据写入顺序排序。
根据访问顺序排序。
其中根据访问顺序排序时,每次 get 都会将访问的值移动到链表末尾,这样重复操作就能的到一个按照访问顺序排序的链表。数据结构
1 @Test
2 public void test(){
3 Map
map = new LinkedHashMap
();
4 map.put("1",1) ;
5 map.put("2",2) ;
6 map.put("3",3) ;
7 map.put("4",4) ;
8 map.put("5",5) ;
9 System.out.println(map.toString());
10 }
调试可以看到 map 的组成:
打开源码可以看到:
1 /**
2 * The head of the doubly linked list.
3 */
4 private transient Entry
header;
5 /**
6 * The iteration ordering method for this linked hash map:
true
7 * for access-order,
false
for insertion-order.
8 *
9 * @serial
10 */
11 private final boolean accessOrder;
12 private static class Entry
extends HashMap.Entry
{
13 // These fields comprise the doubly linked list used for iteration.
14 Entry
before, after;
15 Entry(int hash, K key, V value, HashMap.Entry
next) {
16 super(hash, key, value, next);
17 }
18 }
其中 Entry 继承于 HashMap 的 Entry,并新增了上下节点的指针,也就形成了双向链表。
还有一个 header 的成员变量,是这个双向链表的头结点。
上边的 demo 总结成一张图如下:
第一个类似于 HashMap 的结构,利用 Entry 中的 next 指针进行关联。
下边则是 LinkedHashMap 如何达到有序的关键。
就是利用了头节点和其余的各个节点之间通过 Entry 中的 after 和 before 指针进行关联。
其中还有一个 accessOrder 成员变量,默认是 false,默认按照插入顺序排序,为 true 时按照访问顺序排序,也可以调用:
1 public LinkedHashMap(int initialCapacity,
2 float loadFactor,
3 boolean accessOrder) {
4 super(initialCapacity, loadFactor);
5 this.accessOrder = accessOrder;
6 }
这个构造方法可以显示的传入 accessOrder。构造方法
LinkedHashMap 的构造方法:
1 public LinkedHashMap() {
2 super();
3 accessOrder = false;
4 }
其实就是调用的 HashMap 的构造方法:
HashMap 实现:
1 public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
2 if (initialCapacity
MAXIMUM_CAPACITY)
6 initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
7 if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
8 throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
9 loadFactor);
10 this.loadFactor = loadFactor;
11 threshold = initialCapacity;
12 //HashMap 只是定义了改方法,具体实现交给了 LinkedHashMap
13 init();
14 }
可以看到里面有一个空的 init(),具体是由 LinkedHashMap 来实现的:
1 @Override
2 void init() {
3 header = new Entry<>(-1, null, null, null);
4 header.before = header.after = header;
5 }
其实也就是对 header 进行了初始化。put 方法
看 LinkedHashMap 的 put() 方法之前先看看 HashMap 的 put 方法:
1 public V put(K key, V value) {
2 if (table == EMPTY_TABLE) {
3 inflateTable(threshold);
4 }
5 if (key == null)
6 return putForNullKey(value);
7 int hash = hash(key);
8 int i = indexFor(hash, table.length);
9 for (Entry
e = table[i]; e != null; e = e.next) {
10 Object k;
11 if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
12 V oldValue = e.value;
13 e.value = value;
14 //空实现,交给 LinkedHashMap 自己实现
15 e.recordAccess(this);
16 return oldValue;
17 }
18 }
19 modCount++;
20 // LinkedHashMap 对其重写
21 addEntry(hash, key, value, i);
22 return null;
23 }
24 // LinkedHashMap 对其重写
25 void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
26 if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
27 resize(2 * table.length);
28 hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
29 bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
30 }
31 createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
32 }
33 // LinkedHashMap 对其重写
34 void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
35 Entry
e = table[bucketIndex];
36 table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
37 size++;
38 }
主体的实现都是借助于 HashMap 来完成的,只是对其中的 recordAccess(), addEntry(), createEntry() 进行了重写。
LinkedHashMap 的实现:
1
2
3 //就是判断是否是根据访问顺序排序,如果是则需要将当前这个 Entry 移动到链表的末尾
4 void recordAccess(HashMap
m) {
5 LinkedHashMap
lm = (LinkedHashMap
)m;
6 if (lm.accessOrder) {
7 lm.modCount++;
8 remove();
9 addBefore(lm.header);
10 }
11 }
12 //调用了 HashMap 的实现,并判断是否需要删除最少使用的 Entry(默认不删除)
13 void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
14 super.addEntry(hash, key, value, bucketIndex);
15 // Remove eldest entry if instructed
16 Entry
eldest = header.after;
17 if (removeEldestEntry(eldest)) {
18 removeEntryForKey(eldest.key);
19 }
20 }
21 void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
22 HashMap.Entry
old = table[bucketIndex];
23 Entry
e = new Entry<>(hash, key, value, old);
24 //就多了这一步,将新增的 Entry 加入到 header 双向链表中
25 table[bucketIndex] = e;
26 e.addBefore(header);
27 size++;
28 }
29 //写入到双向链表中
30 private void addBefore(Entry
existingEntry) {
31 after = existingEntry;
32 before = existingEntry.before;
33 before.after = this;
34 after.before = this;
35 }
36
37
38get 方法
LinkedHashMap 的 get() 方法也重写了:
1
2
3 public V get(Object key) {
4 Entry
e = (Entry
)getEntry(key);
5 if (e == null)
6 return null;
7 //多了一个判断是否是按照访问顺序排序,是则将当前的 Entry 移动到链表头部。
8 e.recordAccess(this);
9 return e.value;
10 }
12 void recordAccess(HashMap
m) {
13 LinkedHashMap
lm = (LinkedHashMap
)m;
14 if (lm.accessOrder) {
15 lm.modCount++;
16 //删除
17 remove();
18 //添加到头部
19 addBefore(lm.header);
20 }
21 }
clear() 清空就要比较简单了:
1 //只需要把指针都指向自己即可,原本那些 Entry 没有引用之后就会被 JVM 自动回收。
2 public void clear() {
3 super.clear();
4 header.before = header.after = header;
5 }总结
总的来说 LinkedHashMap 其实就是对 HashMap 进行了拓展,使用了双向链表来保证了顺序性。
因为是继承与 HashMap 的,所以一些 HashMap 存在的问题 LinkedHashMap 也会存在,比如不支持并发等。欢迎关注,欢迎留言探讨
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