LinkedHashMap的實現原理
1. LinkedHashMap概述：
LinkedHashMap是Map接口的哈希表和鏈接列表實現，具有可預知的迭代順序。此實現提供所有可選的映射操作，并允許使用null值和null鍵。此類不保證映射的順序，特別是它不保證該順序恒久不變。
LinkedHashMap實現與HashMap的不同之處在于，后者維護著一個運行于所有條目的雙重鏈接列表。此鏈接列表定義了迭代順序，該迭代順序可以是插入順序或者是訪問順序。
注意，此實現不是同步的。如果多個線程同時訪問鏈接的哈希映射，而其中至少一個線程從結構上修改了該映射，則它必須保持外部同步。
2. LinkedHashMap的實現：
對于LinkedHashMap而言，它繼承與HashMap、底層使用哈希表與雙向鏈表來保存所有元素。其基本操作與父類HashMap相似，它通過重寫父類相關的方法，來實現自己的鏈接列表特性。下面我們來分析LinkedHashMap的源代碼：
1) Entry元素：
LinkedHashMap采用的hash算法和HashMap相同，但是它重新定義了數組中保存的元素Entry，該Entry除了保存當前對象的引用外，還保存了其上一個元素before和下一個元素after的引用，從而在哈希表的基礎上又構成了雙向鏈接列表?？丛创a：
1 /** 2 * 雙向鏈表的表頭元素。 3 */ 4 private transient Entry<K,V> header; 5 6 /** 7 * LinkedHashMap的Entry元素。 8 * 繼承HashMap的Entry元素，又保存了其上一個元素before和下一個元素after的引用。 9 */ 10 private static class Entry<K,V> extends HashMap.Entry<K,V> { 11 Entry<K,V> before, after; 12 …… 13 }
2) 初始化：
通過源代碼可以看出，在LinkedHashMap的構造方法中，實際調用了父類HashMap的相關構造方法來構造一個底層存放的table數組。如：
public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { super(initialCapacity, loadFactor); accessOrder = false; }
HashMap中的相關構造方法：
1 public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { 2 if (initialCapacity < 0) 3 throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " + 4 initialCapacity); 5 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 11 // Find a power of 2 >= initialCapacity 12 int capacity = 1; 13 while (capacity < initialCapacity) 14 capacity <<= 1; 15 16 this.loadFactor = loadFactor; 17 threshold = (int)(capacity * loadFactor); 18 table = new Entry[capacity]; 19 init(); 20 }
我們已經知道LinkedHashMap的Entry元素繼承HashMap的Entry，提供了雙向鏈表的功能。在上述HashMap的構造器
中，最后會調用init()方法，進行相關的初始化，這個方法在HashMap的實現中并無意義，只是提供給子類實現相關的初始化調用。
LinkedHashMap重寫了init()方法，在調用父類的構造方法完成構造后，進一步實現了對其元素Entry的初始化操作。
void init() { header = new Entry<K,V>(-1, null, null, null); header.before = header.after = header; }
3) 存儲：
LinkedHashMap并未重寫父類HashMap的put方法，而是重寫了父類HashMap的put方法調用的子方法void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) 和void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex)，提供了自己特有的雙向鏈接列表的實現。
1 void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { 2 // 調用create方法，將新元素以雙向鏈表的的形式加入到映射中。 3 createEntry(hash, key, value, bucketIndex); 4 5 // 刪除最近最少使用元素的策略定義 6 Entry<K,V> eldest = header.after; 7 if (removeEldestEntry(eldest)) { 8 removeEntryForKey(eldest.key); 9 } else { 10 if (size >= threshold) 11 resize(2 * table.length); 12 } 13 } 14 15 void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { 16 HashMap.Entry<K,V> old = table[bucketIndex]; 17 Entry<K,V> e = new Entry<K,V>(hash, key, value, old); 18 table[bucketIndex] = e; 19 // 調用元素的addBrefore方法，將元素加入到哈希、雙向鏈接列表。 20 e.addBefore(header); 21 size++; 22 } 23 24 private void addBefore(Entry<K,V> existingEntry) { 25 after = existingEntry; 26 before = existingEntry.before; 27 before.after = this; 28 after.before = this; 29 }
4) 讀取：
LinkedHashMap重寫了父類HashMap的get方法，實際在調用父類getEntry()方法取得查找的元素后，再判斷當排序模式accessOrder為true時，記錄訪問順序，將最新訪問的元素添加到雙向鏈表的表頭，并從原來的位置刪除。由于的鏈表的增加、刪除操作是常量級的，故并不會帶來性能的損失。
1 public V get(Object key) { 2 // 調用父類HashMap的getEntry()方法，取得要查找的元素。 3 Entry<K,V> e = (Entry<K,V>)getEntry(key); 4 if (e == null) 5 return null; 6 // 記錄訪問順序。 7 e.recordAccess(this); 8 return e.value; 9 } 10 11 void recordAccess(HashMap<K,V> m) { 12 LinkedHashMap<K,V> lm = (LinkedHashMap<K,V>)m; 13 // 如果定義了LinkedHashMap的迭代順序為訪問順序， 14 // 則刪除以前位置上的元素，并將最新訪問的元素添加到鏈表表頭。 15 if (lm.accessOrder) { 16 lm.modCount++; 17 remove(); 18 addBefore(lm.header); 19 } 20 }
5) 排序模式：
LinkedHashMap定義了排序模式accessOrder，該屬性為boolean型變量，對于訪問順序，為true；對于插入順序，則為false。
private final boolean accessOrder;
一般情況下，不必指定排序模式，其迭代順序即為默認為插入順序。看LinkedHashMap的構造方法，如：
public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { super(initialCapacity, loadFactor); accessOrder = false; }
這些構造方法都會默認指定排序模式為插入順序。如果你想構造一個LinkedHashMap，并打算按從近期訪問最少到近期訪問最多的順序（即訪問順序）來保存元素，那么請使用下面的構造方法構造LinkedHashMap：
public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder) { super(initialCapacity, loadFactor); this.accessOrder = accessOrder; }
該哈希映射的迭代順序就是最后訪問其條目的順序，這種映射很適合構建LRU緩存。LinkedHashMap提供了removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest)方法，在將新條目插入到映射后，put和 putAll將調用此方法。該方法可以提供在每次添加新條目時移除最舊條目的實現程序，默認返回false，這樣，此映射的行為將類似于正常映射，即永遠不能移除最舊的元素。
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) { return false; }
此方法通常不以任何方式修改映射，相反允許映射在其返回值的指引下進行自我修改。如果用此映射構建LRU緩存，則非常方便，它允許映射通過刪除舊條目來減少內存損耗。
例如：重寫此方法，維持此映射只保存100個條目的穩定狀態，在每次添加新條目時刪除最舊的條目。
private static final int MAX_ENTRIES = 100; protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) { return size() > MAX_ENTRIES; }
浙公網安備 33010602011771號