LinkedHashMap(Set)源码剖析

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引言

Java的集合框架，TreeSet & TreeMap源码解析等…

总体介绍

概括的说，LinkedHashMap 继承自HashMap，实现了Map<K,V>接口。其内部还维护了一个双向链表，在每次插入数据，或者访问、修改数据时，会增加节点、或调整链表的节点顺序。以决定迭代时输出的顺序。

默认情况，遍历时的顺序是按照插入节点的顺序。这也是其与HashMap最大的区别。
也可以在构造时传入accessOrder参数，使得其遍历顺序按照访问的顺序输出。

节点

LinkedHashMap的节点Entry<K,V>继承自HashMap.Node<K,V>，在其基础上扩展了一下。改成了一个双向链表。

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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);
    }
}

同时类里有两个成员变量head tail,分别指向内部双向链表的表头、表尾。

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//双向链表的头结点
transient LinkedHashMap.Entry<K,V> head;

//双向链表的尾节点
transient LinkedHashMap.Entry<K,V> tail;

方法

LinkedHashMap 最重要的是以下用于维护顺序的函数，它们会在 put、get 等方法中调用。

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

afterNodeAccess()

当一个节点被访问时，如果 accessOrder 为 true，则会将该节点移到链表尾部。也就是说指定为 LRU 顺序之后，在
每次访问一个节点时，会将这个节点移到链表尾部，保证链表尾部是最近访问的节点，那么链表首部就是最近最久未
使用的节点。

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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;
       }
   }

afterNodeInsertion()

在 put 等操作之后执行，当 removeEldestEntry() 方法返回 true 时会移除最晚的节点，也就是链表首部节点 first。
evict 只有在构建 Map 的时候才为 false，在这里为 true。

LRU

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class test {
    static class LRUCache<K,V> extends LinkedHashMap<K,V>
    {
     private static final int MAX_ENTRIES=3;
     protected  boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest)
     {
         return size()>MAX_ENTRIES;
     }
     LRUCache()
     {
         super(MAX_ENTRIES,0.75f,true);
     }
    }
    public static void main(String[] args) {
        LRUCache<Integer, String> cache = new LRUCache<>();
        cache.put(1, "a");
        cache.put(2, "b");
        cache.put(3, "c");
        cache.get(1);
        cache.put(4, "d");
        System.out.println(cache.keySet());
    }
}

LinkedHashSet

前面已经说过LinkedHashSet是对LinkedHashMap的简单包装，对LinkedHashSet的函数调用都会转换成合适的LinkedHashMap方法，因此LinkedHashSet的实现非常简单，这里不再赘述。

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public class LinkedHashSet<E>
    extends HashSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable {
    ......
    // LinkedHashSet里面有一个LinkedHashMap
    public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
        map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }
	......
    public boolean add(E e) {//简单的方法转换
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }
    ......
}