LinkedHashMap源码
前面分析了HashMap的实现，我们知道其底层数据存储是一个hash表（数组+单向链表）。接下来我们看一下另一个LinkedHashMap，它是HashMap的一个子类，他在HashMap的基础上维持了一个双向链表（hash表+双向链表），在遍历的时候可以使用插入顺序（先进先出，类似于FIFO），或者是最近最少使用（LRU）的顺序。
来具体看下LinkedHashMap的实现。
1.定义
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public class LinkedHashMap<K,V> extends HashMap<K,V> implements Map<K,V> |
从定义可以看到LinkedHashMap继承于HashMap，且实现了Map接口。这也就意味着HashMap的一些优秀因素可以被继承下来，比如hash寻址，使用链表解决hash冲突等实现的快速查找，对于HashMap中一些效率较低的内容，比如容器扩容过程，遍历方式，LinkedHashMap是否做了一些优化呢。继续看代码吧。
2.底层存储
开篇我们说了LinkedHashMap是基于HashMap，并在其基础上维持了一个双向链表，也就是说LinkedHashMap是一个hash表（数组+单向链表） +双向链表的实现，到底实现方式是怎么样的，来看一下：
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/** * The head of the doubly linked list. */ private transient Entry<K,V> header ; /** * The iteration ordering method for this linked hash map: <tt>true</tt> * for access -order, <tt> false</tt> for insertion -order. * * @serial */ private final boolean accessOrder; |
看到了一个无比熟悉的属性header，它在LinkedList中出现过，英文注释很明确，是双向链表的头结点对不对。再看accessOrder这个属性，true表示最近较少使用顺序，false表示插入顺序。当然你说怎么没看到数组呢，别忘了LinkedHashMap继承于HashMap，Entry[]这个东东就不用写了吧。。。
再来看下Entry这个节点类和HashMap中的有什么不同。
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/** * LinkedHashMap entry. */ private static class Entry<K,V> extends HashMap.Entry<K,V> { // These fields comprise the doubly linked list used for iteration. // 双向链表的上一个节点before和下一个节点after Entry<K,V> before, after ; // 构造方法直接调用父类HashMap的构造方法（super） Entry( int hash, K key, V value, HashMap.Entry<K,V> next) { super(hash, key, value, next); } /** * 从链表中删除当前节点的方法 */ private void remove() { // 改变当前节点前后两个节点的引用关系，当前节点没有被引用后，gc可以回收 // 将上一个节点的after指向下一个节点 before.after = after; // 将下一个节点的before指向前一个节点 after.before = before; } /** * 在指定的节点前加入一个节点到链表中（也就是加入到链表尾部） */ private void addBefore(Entry<K,V> existingEntry) { // 下面改变自己对前后的指向 // 将当前节点的after指向给定的节点（加入到existingEntry前面嘛） after = existingEntry; // 将当前节点的before指向给定节点的上一个节点 before = existingEntry.before ; // 下面改变前后最自己的指向 // 上一个节点的after指向自己 before.after = this; // 下一个几点的before指向自己 after.before = this; } // 当向Map中获取查询元素或修改元素（put相同key）的时候调用这个方法 void recordAccess(HashMap<K,V> m) { LinkedHashMap<K,V> lm = (LinkedHashMap<K,V>)m; // 如果accessOrder为true，也就是使用最近较少使用顺序 if (lm.accessOrder ) { lm. modCount++; // 先删除，再添加，也就相当于移动了 // 删除当前元素 remove(); // 将当前元素加入到header前（也就是链表尾部） addBefore(lm. header); } } // 当从Map中删除元素的时候调动这个方法 void recordRemoval(HashMap<K,V> m) { remove(); }} |
可以看到Entry继承了HashMap中的Entry，但是LinkedHashMap中的Entry多了两个属性指向上一个节点的before和指向下一个节点的after，也正是这两个属性组成了一个双向链表。等等。。。Entry还有一个继承下来的next属性，这个next是单向链表中用来指向下一个节点的，怎么回事嘛，怎么又是单向链表又是双向链表呢，都要晕了对不对，其实想的没错，这里的节点即是Hash表中的单向链表中的一个节点，它又是LinkedHashMap维护的双向链表中的一个节点，是不是瞬间觉得高大上了。图解一下吧（不要告诉我图好乱，我看不懂。。。）
注：黑色箭头指向表示单向链表的next指向，红色箭头指向表示双向链表的before指向，蓝色箭头指向表示双向链表的after指向。另外LinkedHashMap种还有一个header节点是不保存数据的，这里没有画出来。
从上图可以看出LinkedHashMap仍然是一个Hash表，底层由一个数组组成，而数组的每一项都是个单向链表，由next指向下一个节点。但是LinkedHashMap所不同的是，在节点中多了两个属性before和after，由这两个属性组成了一个双向循环链表（你怎么知道是循环，下面在说喽），而由这个双向链表维持着Map容器中元素的顺序。看下Entry中的recordRemoval方法，该方法将在节点被删除时候调用，Hash表中链表节点被正常删除后，调用该方法修正由于节点被删除后双向链表的前后指向关系，从这一点来看，LinkedHashMap比HashMap的add、remove、set等操作要慢一些（因为要维护双向链表 ）。
明白了LinkedHashMap的底层存储结构后，我们来看一下它的构造方法以及怎么样对链表进行初始化的。
3.构造方法
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/** * 构造一个指定初始容量和加载因子的LinkedHashMap，默认accessOrder为false */ public LinkedHashMap( int initialCapacity, float loadFactor) { super(initialCapacity, loadFactor); accessOrder = false; } /** * 构造一个指定初始容量的LinkedHashMap，默认accessOrder为false */ public LinkedHashMap( int initialCapacity) { super(initialCapacity); accessOrder = false; } /** * 构造一个使用默认初始容量(16)和默认加载因子(0.75)的LinkedHashMap，默认accessOrder为false */ public LinkedHashMap() { super(); accessOrder = false; } /** * 构造一个指定map的LinkedHashMap，所创建LinkedHashMap使用默认加载因子(0.75)和足以容纳指定map的初始容量，默认accessOrder为false 。 */ public LinkedHashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) { super(m); accessOrder = false; } /** * 构造一个指定初始容量、加载因子和accessOrder的LinkedHashMap */ public LinkedHashMap( int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder) { super(initialCapacity, loadFactor); this.accessOrder = accessOrder;} |
构造方法很简单基本都是调用父类HashMap的构造方法（super），只有一个区别就是对于accessOrder的设定，上面的构造参数中多数都是将accessOrder默认设置为false，只有一个构造方法留了一个出口可以设置accessOrder参数。看完了构造方法，发现一个问题，咦？头部节点header的初始化跑哪里去了？
回忆一下，看看HashMap的构造方法：
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/** * Constructs an empty <tt>HashMap</tt> with the specified initial * capacity and load factor. * * @param initialCapacity the initial capacity * @param loadFactor the load factor * @throws IllegalArgumentException if the initial capacity is negative * or the load factor is nonpositive */ public HashMap( int initialCapacity, float loadFactor) { if (initialCapacity < 0) throw new IllegalArgumentException( "Illegal initial capacity: " + initialCapacity); if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY) initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) throw new IllegalArgumentException( "Illegal load factor: " + loadFactor); // Find a power of 2 >= initialCapacity int capacity = 1; while (capacity < initialCapacity) capacity <<= 1; this.loadFactor = loadFactor; threshold = (int)(capacity * loadFactor); table = new Entry[capacity]; init(); } /** * Initialization hook for subclasses. This method is called * in all constructors and pseudo -constructors (clone, readObject) * after HashMap has been initialized but before any entries have * been inserted. (In the absence of this method, readObject would * require explicit knowledge of subclasses.) */ void init() { |
哦，明白了，init()在HashMap中是一个空方法，也就是给子类留的一个回调函数，ok，我们来看下LinkedHashMap对init()方法的实现吧。
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/** * Called by superclass constructors and pseudoconstructors (clone, * readObject) before any entries are inserted into the map. Initializes * the chain. */ void init() { // 初始化话header，将hash设置为-1，key、value、next设置为null header = new Entry<K,V>(-1, null, null, null); // header的before和after都指向header自身 header.before = header. after = header ; |
init()方法看完了，看出点什么嘛？LinkedHashMap中维护的是个双向循环链表对不对？（什么？还不明白，去好好看看给jdk写注释系列之jdk1.6容器(2)-LinkedList源码解析）
4.增加
LinkedHashMap没有重写put方法，只是重写了HashMap中被put方法调用的addEntry。
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/** * This override alters behavior of superclass put method. It causes newly * allocated entry to get inserted at the end of the linked list and * removes the eldest entry if appropriate. */ void addEntry( int hash, K key, V value, int bucketIndex) { // 调用createEntry方法创建一个新的节点 createEntry(hash, key, value, bucketIndex); // Remove eldest entry if instructed, else grow capacity if appropriate // 取出header后的第一个节点（因为header不保存数据，所以取header后的第一个节点） Entry<K,V> eldest = header.after ; // 判断是容量不够了是要删除第一个节点还是需要扩容 if (removeEldestEntry(eldest)) { // 删除第一个节点（可实现FIFO、LRU策略的Cache） removeEntryForKey(eldest. key); } else { // 和HashMap一样进行扩容 if (size >= threshold) resize(2 * table.length ); } } /** * This override differs from addEntry in that it doesn't resize the * table or remove the eldest entry. */ void createEntry( int hash, K key, V value, int bucketIndex) { // 下面三行代码的逻辑是，创建一个新节点放到单向链表的头部 // 取出数组bucketIndex位置的旧节点 HashMap.Entry<K,V> old = table[bucketIndex]; // 创建一个新的节点，并将next指向旧节点 Entry<K,V> e = new Entry<K,V>(hash, key, value, old); // 将新创建的节点放到数组的bucketIndex位置 table[bucketIndex] = e; // 维护双向链表，将新节点添加在双向链表header前面（链表尾部） e.addBefore( header); // 计数器size加1 size++; } /** * 默认返回false，也就是不会进行元素删除了。如果想实现cache功能，只需重写该方法 */ protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) { return false;} |
可以看到，在添加方法上，比HashMap中多了两个逻辑，一个是当Map容量不足后判断是删除第一个元素，还是进行扩容，另一个是维护双向链表。而在判断是否删除元素的时候，我们发现removeEldestEntry这个方法竟然是永远返回false，这什么鬼。。。哦，想了下，原来想要实现Cache功能，需要自己继承LinkedHashMap然后重写removeEldestEntry方法，这里默认提供的是容器的功能。
5.删除
LinkedHashMap没有重写remove方法，只是在实现了Entry类的recordRemoval方法，该方法是HashMap的提供的一个回调方法，在HashMap的remove方法进行回调，而LinkedHashMap中recordRemoval的主要当然是要维护双向链表了，返回上面去看下Entry类的recordRemoval方法吧。
6.查找
LinkedHashMap重写了get方法，但是确复用了HashMap中的getEntry方法，LinkedHashMap是在get方法中指加入了调用recoreAccess方法的逻辑，recoreAccess方法的目的当然也是维护双向链表了，具体逻辑返回上面去看下Entry类的recoreAccess方法吧。
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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 ;} |
7.是否包含
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/** * Returns <tt>true</tt> if this map maps one or more keys to the * specified value. * * @param value value whose presence in this map is to be tested * @return <tt> true</tt> if this map maps one or more keys to the * specified value */ public boolean containsValue(Object value) { // Overridden to take advantage of faster iterator // 遍历双向链表，查找指定的value if (value==null) { for (Entry e = header .after; e != header; e = e.after ) if (e.value ==null) return true; } else { for (Entry e = header .after; e != header; e = e.after ) if (value.equals(e.value )) return true; } return false; } |
LinkedHashMap对containsValue进行了重写，我们在HashMap中说过，HashMap的containsValue需要遍历整个hash表，这样是十分低效的。而LinkedHashMap中重写后，不再遍历hash表，而是遍历其维护的双向链表，这样在效率上难道就有所改善吗？我们分析下：hash表是由数组+单向链表组成，而由于使用hash算法，可能会导致散列不均匀，甚至数组的有些项是没有元素的（没有hash出对应的散列值），而LinkedHashMap的双向链表呢，是不存在空项的，所以LinkedHashMap的containsValue比HashMap的containsValue效率要好一些。
