【集合框架】JDK1.8源码分析之LinkedList(七)
一、前言
在分析了ArrayList了之后,紧接着必须要分析它的同胞兄弟:LinkedList,LinkedList与ArrayList在底层的实现上有所不同,其实,只要我们有数据结构的基础,在分析源码的时候就会很简单,下面进入正题,LinkedList源码分析。
二、LinkedList数据结构
还是老规矩,先抓住LinkedList的核心部分:数据结构,其数据结构如下
说明:如上图所示,LinkedList底层使用的双向链表结构,有一个头结点和一个尾结点,双向链表意味着我们可以从头开始正向遍历,或者是从尾开始逆向遍历,并且可以针对头部和尾部进行相应的操作。
三、LinkedList源码分析
3.1 类的继承关系
public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E> implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
说明:LinkedList的类继承结构很有意思,我们着重要看是Deque接口,Deque接口表示是一个双端队列,那么也意味着LinkedList是双端队列的一种实现,所以,基于双端队列的操作在LinkedList中全部有效。
3.2 类的内部类
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
说明:内部类Node就是实际的结点,用于存放实际元素的地方。
3.3 类的属性
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说明:LinkedList的属性非常简单,一个头结点、一个尾结点、一个表示链表中实际元素个数的变量。注意,头结点、尾结点都有transient关键字修饰,这也意味着在序列化时该域是不会序列化的。
3.4 类的构造函数
1. LinkedList()型构造函数
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2. LinkedList(Collection<? extends E>)型构造函数
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说明:会调用无参构造函数,并且会把集合中所有的元素添加到LinkedList中。
3.5 核心函数分析
1. add函数
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说明:add函数用于向LinkedList中添加一个元素,并且添加到链表尾部。具体添加到尾部的逻辑是由linkLast函数完成的。
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说明:对于添加一个元素至链表中会调用add方法 -> linkLast方法。
对于添加元素的情况我们使用如下示例进行说明
示例一代码如下(只展示了核心代码)
List<Integer> lists = new LinkedList<Integer>(); lists.add(5); lists.add(6);
说明:首先调用无参构造函数,之后添加元素5,之后再添加元素6。具体的示意图如下:
说明:上图的表明了在执行每一条语句后,链表对应的状态。
2. addAll函数
addAll有两个重载函数,addAll(Collection<? extends E>)型和addAll(int, Collection<? extends E>)型,我们平时习惯调用的addAll(Collection<? extends E>)型会转化为addAll(int, Collection<? extends E>)型,所以我们着重分析此函数即可。
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说明:参数中的index表示在索引下标为index的结点(实际上是第index + 1个结点)的前面插入。在addAll函数中,addAll函数中还会调用到node函数,get函数也会调用到node函数,此函数是根据索引下标找到该结点并返回,具体代码如下
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说明:在根据索引查找结点时,会有一个小优化,结点在前半段则从头开始遍历,在后半段则从尾开始遍历,这样就保证了只需要遍历最多一半结点就可以找到指定索引的结点。
下面通过示例来更深入了解调用addAll函数后的链表状态。
List<Integer> lists = new LinkedList<Integer>(); lists.add(5); lists.addAll(0, Arrays.asList(2, 3, 4, 5));
上述代码内部的链表结构如下:
3. unlink函数
在调用remove移除结点时,会调用到unlink函数,unlink函数具体如下:
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说明:将指定的结点从链表中断开,不再累赘。
四、针对LinkedList的思考
1. 对addAll函数的思考
在addAll函数中,传入一个集合参数和插入位置,然后将集合转化为数组,然后再遍历数组,挨个添加数组的元素,但是问题来了,为什么要先转化为数组再进行遍历,而不是直接遍历集合呢?从效果上两者是完全等价的,都可以达到遍历的效果。关于为什么要转化为数组的问题,我的思考如下:1. 如果直接遍历集合的话,那么在遍历过程中需要插入元素,在堆上分配内存空间,修改指针域,这个过程中就会一直占用着这个集合,考虑正确同步的话,其他线程只能一直等待。2. 如果转化为数组,只需要遍历集合,而遍历集合过程中不需要额外的操作,所以占用的时间相对是较短的,这样就利于其他线程尽快的使用这个集合。说白了,就是有利于提高多线程访问该集合的效率,尽可能短时间的阻塞。
五、总结
分析完了LinkedList源码,其实很简单,值得注意的是LinkedList可以作为双端队列使用,这也是队列结构在Java中一种实现,当需要使用队列结构时,可以考虑LinkedList。谢谢各位园友观看~