java -- LinkedHashMap

java -- LinkedHashMap

 

 

特点

 

• LinkedHashMap 继承于AbstractMap，实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
• 继承自HashMap 所以依然是散列表，拥有key-value结构。
• LinkedHashMap 键和值都可以为null。
• 与HashMap有着同样的存储结构，但它加入了一个双向链表的头结点，将所有put到LinkedHashmap的节点一一串成了一个双向循环链表，因此它保留了节点插入的顺序，可以使节点的输出顺序与输入顺序相同。
• 非线程安全

 

 

扩容

 

    因为是与HashMap类似的散列表，所以扩容跟HashMap也是类似的。

 

 

 

LinkedHashMap实现原理

 

       说白了，LinkedHashMap 就是 HashMap 和 LinkedList 的结合，数据的保存和HashMap一样，但额外定义了一个以head为头结点的空的双向循环链表，每次put进来Entry，除了将其保存到对哈希表中对应的位置上外，还要将其插入到双向循环链表的尾部。

      
   

 

 

 

性能问题

 

      从它的工作原理可以看出，其查询是跟HashMap一样的，同时可以根据插入顺序查询出来，但是确定也很明显，在插入、更新、删除时，因为多了个双向链表，所以效率会比较慢，并且占用更多的空间。

 

 

 

 

LinkedHashMap的构造函数

 

 

    //调用HashMap的构造方法来构造底层的数组  
    public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {  
        super(initialCapacity, loadFactor);  
        accessOrder = false;    //链表中的元素默认按照插入顺序排序  
    }  
  
    //加载因子取默认的0.75f  
    public LinkedHashMap(int initialCapacity) {  
        super(initialCapacity);  
        accessOrder = false;  
    }  
  
    //加载因子取默认的0.75f，容量取默认的16  
    public LinkedHashMap() {  
        super();  
        accessOrder = false;  
    }  
  
    //含有子Map的构造方法，同样调用HashMap的对应的构造方法  
    public LinkedHashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {  
        super(m);  
        accessOrder = false;  
    }  
  
    //该构造方法可以指定链表中的元素排序的规则  
    public LinkedHashMap(int initialCapacity,float loadFactor,boolean accessOrder) {  
        super(initialCapacity, loadFactor);  
        this.accessOrder = accessOrder;  
    } 

 

 

注意：accessOrder标志位，当它false时，表示双向链表中的元素按照Entry插入LinkedHashMap到中的先后顺序排序

 

      注意构造方法，前四个构造方法都将accessOrder设为false，说明默认是按照插入顺序排序的，而第五个构造方法可以自定义传入的accessOrder的值，因此可以指定双向循环链表中元素的排序规则，一般要用LinkedHashMap实现LRU算法，就要用该构造方法，将accessOrder置为true。

 

 

 

 

put方法和get方法

 

      LinkedHashMap在定义put和get方法的时候，重写了HashMap的put方法和get方法，这样就可以在期间加入双向链表的操作。

 

// 将“key-value”添加到HashMap中      
public V put(K key, V value) {      
    // 若“key为null”，则将该键值对添加到table[0]中。      
    if (key == null)      
        return putForNullKey(value);      
    // 若“key不为null”，则计算该key的哈希值，然后将其添加到该哈希值对应的链表中。      
    int hash = hash(key.hashCode());      
    int i = indexFor(hash, table.length);      
    for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {      
        Object k;      
        // 若“该key”对应的键值对已经存在，则用新的value取代旧的value。然后退出！      
        if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {      
            V oldValue = e.value;      
            e.value = value;      
            e.recordAccess(this);      
            return oldValue;      
        }      
    }      
  
    // 若“该key”对应的键值对不存在，则将“key-value”添加到table中      
    modCount++;    
    //将key-value添加到table[i]处    
    addEntry(hash, key, value, i);      
    return null;      
}      

 

//覆写HashMap中的get方法，通过getEntry方法获取Entry对象。  
//注意这里的recordAccess方法，  
//如果链表中元素的排序规则是按照插入的先后顺序排序的话，该方法什么也不做，  
//如果链表中元素的排序规则是按照访问的先后顺序排序的话，则将e移到链表的末尾处。  
   public V get(Object key) {  
       Entry<K,V> e = (Entry<K,V>)getEntry(key);  
       if (e == null)  
           return null;  
       e.recordAccess(this);  
       return e.value;  
   } 

 

 

 

 

LinkedHashMap的API

 

 

 

 

LRU算法

 

      首先，当accessOrder为true时，才会开启按访问顺序排序的模式，才能用来实现LRU算法。我们可以看到，无论是put方法还是get方法，都会导致目标Entry成为最近访问的Entry，因此便把该Entry加入到了双向链表的末尾（get方法通过调用recordAccess方法来实现，put方法在覆盖已有key的情况下，也是通过调用recordAccess方法来实现，在插入新的Entry时，则是通过createEntry中的addBefore方法来实现），这样便把最近使用了的Entry放入到了双向链表的后面，多次操作后，双向链表前面的Entry便是最近没有使用的，这样当节点个数满的时候，删除的最前面的Entry(head后面的那个Entry)便是最近最少使用的Entry。