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LinkedHashMap学习

LinkedHashMap学习

作者: jeffrey要努力 | 来源:发表于2018-06-04 11:04 被阅读19次

    LinkedHashMap

    继承自HashMap实现了Map接口,使用上和HashMap一样,看名字就知道内部使用了链表

    LinkedHashMap的元素先继承了HashMap.Node,添加了前后节点的zhi变成了双向的了,原来的HashMap.Node是单项的,用next来记录下一个

    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);
            }
    }
    

    LinkedHashMap就新加了三个成员变量

       //双向链表的头部
       transient LinkedHashMapEntry<K,V> head;
    
       //双向链表的尾部
       transient LinkedHashMapEntry<K,V> tail;
    
       /**
        * The iteration ordering method for this linked hash map: <tt>true</tt>
        * for access-order, <tt>false</tt> for insertion-order.
        *
        * @serial
        */
        //true :通过访问排序 ,LRUCache就设置true,访问过一个节点后,就把该节点拿到最尾部
        //fale :通过插入排序
       final boolean accessOrder;
    

    LinkedHashMap是如果把HashMap.Node替换为LinkedHashMapEntry的呢?是通过newNode

    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;
    }
    

    HashMap中put的时候,如果是新的key-value会创建新的Node,就是这里

    final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                       boolean evict) {
            Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
            .....
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
            .....
            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;
                    }
             }
        }
    

    HashMap在插入新的node的时候会让老的链表尾部的next指向新节点,然后新节点变为链表尾部,这样就实现单项链表的绑定,LinkedHashMap是如何绑定的呢?
    LinkedHashMap在创建新节点后linkNodeLast(p);新节点一定是尾部的

    private void linkNodeLast(LinkedHashMapEntry<K,V> p) {
            //拿到链表尾部
            LinkedHashMapEntry<K,V> last = tail;
            //新节点为新的尾部
            tail = p;
            //之前的链表尾部是Null的话说明这就是空的链表
            if (last == null)
                //空链表的话,有新的节点插入后,head = tail = p 。 相当初始化了
                head = p;
            else {
                //链表里面已经有节点了。
                //新节点的前一个是老尾部,老尾部的后一个是新节点
                //把前后节点的前后元素都绑定下
                p.before = last;
                last.after = p;
            }
    }
    

    之前的HashMap维护了个table数组,然后一个数组元素就是个单项链表(或者是红黑树),第一个数组元素和第二个数组元素是毫无关系的
    现在这个LinekedHashMap把Node扩展了下变成了双向链表,每次插入后都把新的节点绑定到之前的节点上。这样可以从head一直迭代到tail。为什么要这么干?
    这样方便控制元素顺序啊
    LRUCache(Least Recently Used)使用LinkedHashMap就是因为它的get。使用LinkedHashMap的get后,会把get的node放入到链表尾部。

    1. 插入新的key-value。newNode函数后会成为tail。看LinkedHashMap的linkNodeLast
    2. 插入key-value,value是新的,就更新下value,调用afterNodeAccess
    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;
                .....
                //这里是更新value
                if (e != null) { // existing mapping for key
                    V oldValue = e.value;
                    if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                        e.value = value;
                    afterNodeAccess(e);
                    return oldValue;
                }
            }
          ....
        }
    

    然后LinkedHashMap重写了afterNodeAccess。
    accessOrder为true是以访问顺序排序

    void afterNodeAccess(Node<K,V> e) { // move node to last
            LinkedHashMapEntry<K,V> last;
            //以访问顺序排序,且尾元素不是e
            if (accessOrder && (last = tail) != e) {
                //p当前e元素,b:e的前一个元素,a:p的后一个元素
                LinkedHashMapEntry<K,V> p =
                    (LinkedHashMapEntry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;
                //先把p的后一个元素指向空    
                p.after = null;
                //1 这里是把e元素拿出来
                //2 放到尾部
                //我们是从更新key-value那里跟踪过来的。所以e的前后元素早已经绑定完成
                //b:e的前一个元素
                //已经绑定前后元素的e的前元素为空说明e是第一个元素
                //把后一个元素设置为头
                if (b == null)
                    head = a;
                else
                    //这里是正常情况,前一个元素的后一个是后一个元素
                    b.after = a;
                //上面完成后正方向e已经消息了
                //开始从反方向拿出移除e    
                //下一个不为null,是正常元素    
                if (a != null)
                    //下个元素的前一个元素是e的前袁术
                    a.before = b;
                else
                    //a为null说明e是最后一个,直接移除就行了
                    last = b;
    
                //上边把e元素从双向链表里拿出来了
                //开始放到尾部    
                //last是null说明这是个空链表  
                if (last == null)
                    //当前元素给head
                    //head = tail = p
                    head = p;
                else {
                    //与last绑定
                    p.before = last;
                    last.after = p;
                }
                //绑定完了把tail移到p元素上
                tail = p;
                //修改过链表结构后,这个就要++
                ++modCount;
            }
    }
    

    在HashMap的forEach,modCount看起来是为了在遍历链表的时候保持链表的结构是没变化,如果变化了个modCount+1了,会抛出异常。所以LinkedHashMap和hashMap一样不适合并发

    @Override
        public void forEach(BiConsumer<? super K, ? super V> action) {
            Node<K,V>[] tab;
            if (action == null)
                throw new NullPointerException();
            if (size > 0 && (tab = table) != null) {
                int mc = modCount;
                // Android-changed: Detect changes to modCount early.
                for (int i = 0; (i < tab.length && mc == modCount); ++i) {
                    for (Node<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next)
                        action.accept(e.key, e.value);
                }
                if (modCount != mc)
                    throw new ConcurrentModificationException();
            }
    }
    
    1. get一个元素就是调用的HashMap的getNode。之后调用了afterNodeAccess。get的元素也会被放到尾部
    public V get(Object key) {
            Node<K,V> e;
            if ((e = getNode(hash(key), key)) == null)
                return null;
            if (accessOrder)
                afterNodeAccess(e);
            return e.value;
    }
    

    总结下:LinkedHashMap在HashMap.Node之上添加了前后元素的指向,升级为了双向链表。保存了head,tail来提供插入删除操作。accessOrder为true是以访问顺序排序.访问或者新建元素都会放到尾部

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