美文网首页
源码解析(JDK1.8)之——LinkedHashMap

源码解析(JDK1.8)之——LinkedHashMap

作者: 湾湾_a434 | 来源:发表于2017-11-29 16:37 被阅读0次

    1 LinkedHashMap

    1.1 底层结构

    1. LinkedHashMap可以认为是HashMap(蓝色部分)+LinkedList(黑色部分),即它既使用HashMap操作数据结构,又使用LinkedList维护插入元素的先后顺序。

    2. LinkedHashMap的基本实现思想就是—-多态。可以说,理解多态,再去理解LinkedHashMap原理会事半功倍;反之也是,对于LinkedHashMap原理的学习,也可以促进和加深对于多态的理解。

    LinkedHashMap的数据结构

    说明:LinkedHashMap会将元素串起来,形成一个双链表结构。可以看到,其结构在HashMap结构上增加了链表结构。数据结构为(数组 + 单链表 + 红黑树 + 双链表),图中的标号是结点插入的顺序。

    1.2 优缺点
    有序的,即能够保存元素插入的顺序

    2 四个关注点

    关注点 结论
    LinkedHashMap是否允许键值对为空 Key和Value都允许为空
    LinkedHashMap是否允许重复数据 Key重复会覆盖,Value允许重复
    LinkedHashMap是否有序 有序
    LinkedHashMap是否线程安全 非线程安全

    3 LinkedHashMap源码解析

    其实,在分析了HashMap的源码之后,我们来分析LinkedHashMap的源码就会容易很多,因为LinkedHashMap是在HashMap基础上进行了扩展,我们需要注意的就是两者不同的地方。

    3.1 类的继承关系

    public class LinkedHashMap<K,V> extends HashMap<K,V> implements Map<K,V>
    

    说明:LinkedHashMap继承了HashMap,所以HashMap的一些方法或者属性也会被继承;同时也实现了Map结构,关于HashMap类与Map接口,我们之前已经分析过,不再累赘。

    3.2 类的属性

    public class LinkedHashMap<K,V>  extends HashMap<K,V> implements Map<K,V> {
      
        // 版本序列号
        private static final long serialVersionUID = 3801124242820219131L;
    
        // 链表头结点
        transient LinkedHashMap.Entry<K,V> head;
    
        // 链表尾结点
        transient LinkedHashMap.Entry<K,V> tail;
    
        // 访问顺序
        final boolean accessOrder;
    }
    

    说明:由于继承HashMap,所以HashMap中的非private方法和字段,都可以在LinkedHashMap直接中访问。

    3.3 类的构造函数

    1. LinkedHashMap(int, float)型构造函数

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

    说明:总是会在构造函数的第一行调用父类构造函数,使用super关键字,accessOrder默认为false,access为true表示之后访问顺序按照元素的访问顺序进行,即不按照之前的插入顺序了,access为false表示按照插入顺序访问。

    2. LinkedHashMap(int)型构造函数

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

    3. LinkedHashMap()型构造函数

    public LinkedHashMap() {
            super();
            accessOrder = false;
    }
    

    4. LinkedHashMap(Map<? extends K, ? extends V>)型构造函数

    public LinkedHashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
        super();
        accessOrder = false;
        putMapEntries(m, false);
    }
    

    说明:putMapEntries是调用到父类HashMap的函数

    5. LinkedHashMap(int, float, boolean)型构造函数

    public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder) {
        super(initialCapacity, loadFactor);
        this.accessOrder = accessOrder;
    }
    

    说明:可以指定accessOrder的值,从而控制访问顺序。

    3.4 类的重要函数分析

    1. newNode函数

    // 当桶中结点类型为HashMap.Node类型时,调用此函数
    Node<K,V> newNode(int hash, K key, V value, Node<K,V> e) {
        // 生成Node结点
        LinkedHashMap.Entry<K,V> p = new LinkedHashMap.Entry<K,V>(hash, key, value, e);
        // 将该结点插入双链表末尾
        linkNodeLast(p);
        return p;
    }
    

    说明:此函数在HashMap类中也有实现,LinkedHashMap重写了该函数,所以当实际对象为LinkedHashMap,桶中结点类型为Node时,我们调用的是LinkedHashMap的newNode函数,而非HashMap的函数,newNode函数会在调用put函数时被调用。可以看到,除了新建一个结点之外,还把这个结点链接到双链表的末尾了,这个操作维护了插入顺序。

    其中LinkedHashMap.Entry继承自HashMap.Node。

    static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
        // 前后指针
        Entry<K,V> before, after;
        Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
            super(hash, key, value, next);
        }
    }
    

    说明:在HashMap.Node基础上增加了前后两个指针域,注意,HashMap.Node中的next域也存在。

    2. newTreeNode函数

    // 当桶中结点类型为HashMap.TreeNode时,调用此函数
    TreeNode<K,V> newTreeNode(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
        // 生成TreeNode结点
        TreeNode<K,V> p = new TreeNode<K,V>(hash, key, value, next);
        // 将该结点插入双链表末尾
        linkNodeLast(p);
        return p;
    }
    

    说明:当桶中结点类型为TreeNode时候,插入结点时调用的此函数,也会链接到末尾。

    3. afterNodeAccess函数 

    void afterNodeAccess(Node<K,V> e) { // move node to last
        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;
        }
    }
    

    说明:此函数在很多函数(如put)中都会被回调,LinkedHashMap重写了HashMap中的此函数。若访问顺序为true,且访问的对象不是尾结点,则下面的图展示了访问前和访问后的状态,假设访问的结点为结点3

    说明:从图中可以看到,结点3链接到了尾结点后面。

    4. transferLinks函数

    // 用dst替换src
    private void transferLinks(LinkedHashMap.Entry<K,V> src,
                                   LinkedHashMap.Entry<K,V> dst) {
        LinkedHashMap.Entry<K,V> b = dst.before = src.before;
        LinkedHashMap.Entry<K,V> a = dst.after = src.after;
        if (b == null)
            head = dst;
        else
            b.after = dst;
        if (a == null)
            tail = dst;
        else
            a.before = dst;
    }
    

    说明:此函数用dst结点替换结点,示意图如下

    说明:其中只考虑了before与after域,并没有考虑next域,next会在调用tranferLinks函数中进行设定。

    5. containsValue函数

    public boolean containsValue(Object value) {
        // 使用双链表结构进行遍历查找
        for (LinkedHashMap.Entry<K,V> e = head; e != null; e = e.after) {
            V v = e.value;
            if (v == value || (value != null && value.equals(v)))
                return true;
        }
        return false;
    }
    

    说明:containsValue函数根据双链表结构来查找是否包含value,是按照插入顺序进行查找的,与HashMap中的此函数查找方式不同,HashMap是使用按照桶遍历,没有考虑插入顺序。

    相关文章

      网友评论

          本文标题:源码解析(JDK1.8)之——LinkedHashMap

          本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/vboubxtx.html