Java LinkedHashMap类源码解析
LinkedHashMap继承了HashMap，他在HashMap的基础上增加了一个双向链表的结构，链表默认维持key插入的顺序，重复的key值插入不会改变顺序，适用于使用者需要返回一个顺序相同的map对象的情况。还可以生成access-order顺序的版本，按照最近访问顺序来存储，刚被访问的结点处于链表的末尾，适合LRU，put get compute merge都算作一次访问，其中put key值相同的结点也算作一次访问，replace只有在换掉一个键值对的时候才算一次访问，putAll产生的访问顺序取决于原本map的迭代器实现。
在插入键值对时，可以通过对removeEldestEntry重写来实现新键值对插入时自动删除最旧的键值对
拥有HashMap提供的方法，迭代器因为是通过遍历双向链表，所以额外开销与size成正比与capacity无关，因此选择过大的初始大小对于遍历时间的增加没有HashMap严重，后者的遍历时间依赖与capacity。
同样是非线程安全方法，对于LinkedHashMap来说，修改结构的操作除了增加和删除键值对外，还有对于access-order时进行了access导致迭代器顺序改变，主要是get操作，对于插入顺序的来说，仅仅修改一个已有key值的value值不是一个修改结构的操作，但对于访问顺序，put和get已有的key值会改变顺序。迭代器也是fail-fast设计，但是fail-fast只是一个调试功能，一个设计良好的程序不应该出现这个错误
因为HashMap加入了TreeNode，所以现在LinkedHashMap也有这个功能
以下描述中的链表，若无特别说明都是指LinkedHashMap的双向链表
先来看一下基本结构，每个键值对加入了前后指针，集合加入了头尾指针来形成双向链表，accessOrder代表链表是以访问顺序还是插入顺序存储
static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> { Entry<K,V> before, after;//增加了先后指针来形成双向链表 Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) { super(hash, key, value, next); } } /** * The head (eldest) of the doubly linked list.头部 */ transient LinkedHashMap.Entry<K,V> head; /** * The tail (youngest) of the doubly linked list.尾部 */ transient LinkedHashMap.Entry<K,V> tail; //true访问顺序 false插入顺序 final boolean accessOrder;
然后是几个内部方法。linkNodeLast将p连接到链表尾部
private void linkNodeLast(LinkedHashMap.Entry<K,V> p) { LinkedHashMap.Entry<K,V> last = tail; tail = p; if (last == null) head = p;//原本链表为空则p同时为头部 else { p.before = last; last.after = p; } }
transferLinks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; }
reinitialize在调用HashMap方法的基础上，将head和tail设为null
void reinitialize() { super.reinitialize(); head = tail = null; }
newNode生成一个LinkedHashMap结点，next指向e，插入到LinkedHashMap链表末端
Node<K,V> newNode(int hash, K key, V value, Node<K,V> e) { LinkedHashMap.Entry<K,V> p = new LinkedHashMap.Entry<K,V>(hash, key, value, e);//新建一个键值对，next指向e linkNodeLast(p);//p插入到LinkedHashMap链表末端 return p; }
replacementNode根据原结点生成一个LinkedHashMap结点替换原结点
Node<K,V> replacementNode(Node<K,V> p, Node<K,V> next) { LinkedHashMap.Entry<K,V> q = (LinkedHashMap.Entry<K,V>)p; LinkedHashMap.Entry<K,V> t = new LinkedHashMap.Entry<K,V>(q.hash, q.key, q.value, next);//生成一个新的键值对next是给出的next参数 transferLinks(q, t);//用t替换q return t; }
newTreeNode生成一个TreeNode结点，next指向next，插入到LinkedHashMap链表末端
TreeNode<K,V> newTreeNode(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) { TreeNode<K,V> p = new TreeNode<K,V>(hash, key, value, next);//生成一个TreeNode，next指向参数next linkNodeLast(p);//p插入到LinkedHashMap链表末端 return p; }
replacementTreeNode根据结点p生成一个新的TreeNode，next设为给定的next，替换原本的p
TreeNode<K,V> replacementTreeNode(Node<K,V> p, Node<K,V> next) { LinkedHashMap.Entry<K,V> q = (LinkedHashMap.Entry<K,V>)p; TreeNode<K,V> t = new TreeNode<K,V>(q.hash, q.key, q.value, next); transferLinks(q, t);//根据结点p生成一个新的TreeNode，next设为给定的next，替换原本的p return t; }
afterNodeRemoval从LinkedHashMap的链上移除结点e
void afterNodeRemoval(Node<K,V> e) { LinkedHashMap.Entry<K,V> p = (LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after; p.before = p.after = null; if (b == null) head = a; else b.after = a; if (a == null) tail = b; else a.before = b; }
afterNodeInsertion可能移除最旧的结点，需要evict为true同时链表不为空同时removeEldestEntry需要重写
void afterNodeInsertion(boolean evict) { LinkedHashMap.Entry<K,V> first; if (evict && (first = head) != null && removeEldestEntry(first)) {//removeEldestEntry需要重写才从发挥作用，否则一定返回false K key = first.key;//移除链表头部的结点 removeNode(hash(key), key, null, false, true); } }
afterNodeAccess在访问过后将结点e移动到链表尾部，需要Map是access-order，若移动成功则增加modCount
void afterNodeAccess(Node<K,V> e) { LinkedHashMap.Entry<K,V> last; if (accessOrder && (last = tail) != e) {//Map是access-order同时e不是链表的尾部 LinkedHashMap.Entry<K,V> p = (LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after; p.after = null; if (b == null)//将结点e从链表中剪下 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;//结点e移动到链表尾部 ++modCount;//因为有access-order下结点被移动，所以增加modCount } }
构造函数方面，accessOrder默认是false插入顺序，初始大小为16，负载因子为0.75，这里是同HashMap。复制构造也是调用了HashMap.putMapEntries方法
containsValue遍历链表寻找相等的value值，这个操作一定不会造成结构改变
public boolean containsValue(Object value) { for (LinkedHashMap.Entry<K,V> e = head; e != null; e = e.after) {//检查同样是根据LinkedHashMap提供的链表顺序进行遍历 V v = e.value; if (v == value || (value != null && value.equals(v))) return true; } return false; }
get方法复用HashMap的getNode方法，若找到结点且Map是访问顺序时，要将访问的结点放到链表最后，若没找到则返回null。而getOrDefault仅有的区别是没找到时返回defaultValue
public V get(Object key) { Node<K,V> e; if ((e = getNode(hash(key), key)) == null)//复用HashMap的getNode方法 return null; if (accessOrder) afterNodeAccess(e);//access-order时将e放到队尾 return e.value; } public V getOrDefault(Object key, V defaultValue) { Node<K,V> e; if ((e = getNode(hash(key), key)) == null) return defaultValue;//复用HashMap的getNode方法，若没有找到对应的结点则返回defaultValue if (accessOrder) afterNodeAccess(e);//access-order时将e放到队尾 return e.value; }
clear方法在HashMap的基础上要把head和tail设为null
public void clear() { super.clear(); head = tail = null; }
removeEldestEntry在put和putAll插入键值对时调用，原本是一定返回false的，如果要自动删除最旧的键值对要返回true，需要进行重写。比如下面这个例子，控制size不能超过100
private static final int MAX_ENTRIES = 100; protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) { return size() > MAX_ENTRIES; }
下面两个方法和HashMap相似，返回key的Set和value的Collection还有返回键值对的Set，这个是直接引用，所以对它们的remove之类的修改会直接反馈到LinkedHashMap上
public Set<K> keySet() { Set<K> ks = keySet; if (ks == null) { ks = new LinkedKeySet(); keySet = ks; } return ks;//返回key值的set } public Collection<V> values() { Collection<V> vs = values; if (vs == null) { vs = new LinkedValues(); values = vs; } return vs;//返回一个包含所有value值的Collection } public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() { Set<Map.Entry<K,V>> es; return (es = entrySet) == null ? (entrySet = new LinkedEntrySet()) : es;//返回一个含有所有键值对的Set }
检查HashMap的putVal方法，我们可以看到在找到了相同key值并修改value值时会调用afterNodeAccess，对于access-order会改变结点顺序
if (e != null) { // 找到了相同的key则修改value值并返回旧的value V oldValue = e.value; if (!onlyIfAbsent || oldValue == null) e.value = value; afterNodeAccess(e); return oldValue; }
