总体介绍

如果你已看过前面关于HashSet和HashMap,以及TreeSet和TreeMap的讲解,一定能够想到本文将要讲解的LinkedHashSet和LinkedHashMap其实也是一回事。LinkedHashSet和LinkedHashMap在Java里也有着相同的实现,前者仅仅是对后者做了一层包装,也就是说LinkedHashSet里面有一个LinkedHashMap(适配器模式)。因此本文将重点分析LinkedHashMap。

LinkedHashMap实现了Map接口,即允许放入key为null的元素,也允许插入value为null的元素。从名字上可以看出该容器是linked list和HashMap的混合体,也就是说它同时满足HashMap和linked list的某些特性。可将LinkedHashMap看作采用linked list增强的HashMap。

事实上LinkedHashMap是HashMap的直接子类,二者唯一的区别是LinkedHashMap在HashMap的基础上,采用双向链表(doubly-linked list)的形式将所有entry连接起来,这样是为保证元素的迭代顺序跟插入顺序相同。上图给出了LinkedHashMap的结构图,主体部分跟HashMap完全一样,多了header指向双向链表的头部(是一个哑元),该双向链表的迭代顺序就是entry的插入顺序。

除了可以保迭代历顺序,这种结构还有一个好处:迭代LinkedHashMap时不需要像HashMap那样遍历整个table,而只需要直接遍历header指向的双向链表即可,也就是说LinkedHashMap的迭代时间就只跟entry的个数相关,而跟table的大小无关。

有两个参数可以影响LinkedHashMap的性能:初始容量(inital capacity)和负载系数(load factor)。初始容量指定了初始table的大小,负载系数用来指定自动扩容的临界值。当entry的数量超过capacity*load_factor时,容器将自动扩容并重新哈希。对于插入元素较多的场景,将初始容量设大可以减少重新哈希的次数。

将对象放入到LinkedHashMap或LinkedHashSet中时,有两个方法需要特别关心:hashCode()和equals()。hashCode()方法决定了对象会被放到哪个bucket里,当多个对象的哈希值冲突时,equals()方法决定了这些对象是否是“同一个对象”。所以,如果要将自定义的对象放入到LinkedHashMap或LinkedHashSet中,需要*@Override*hashCode()和equals()方法。

通过如下方式可以得到一个跟源Map迭代顺序一样的LinkedHashMap:

void foo(Map m) {
    Map copy = new LinkedHashMap(m);

}

出于性能原因,LinkedHashMap是非同步的(not synchronized),如果需要在多线程环境使用,需要程序员手动同步;或者通过如下方式将LinkedHashMap包装成(wrapped)同步的:

Map m = Collections.synchronizedMap(new LinkedHashMap(...));

方法剖析

get()

get(Object key)方法根据指定的key值返回对应的value。该方法跟HashMap.get()方法的流程几乎完全一样,读者可自行参考前文,这里不再赘述。

put()

put(K key, V value)方法是将指定的key, value对添加到map里。该方法首先会对map做一次查找,看是否包含该元组,如果已经包含则直接返回,查找过程类似于get()方法;如果没有找到,则会通过addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex)方法插入新的entry。

注意,这里的插入有两重含义:

  1. 从table的角度看,新的entry需要插入到对应的bucket里,当有哈希冲突时,采用头插法将新的entry插入到冲突链表的头部。
  2. 从header的角度看,新的entry需要插入到双向链表的尾部。

addEntry()代码如下:

// LinkedHashMap.addEntry()
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
    if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
        resize(2 * table.length);// 自动扩容,并重新哈希
        hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
        bucketIndex = hash & (table.length-1);// hash%table.length
    }
    // 1.在冲突链表头部插入新的entry
    HashMap.Entry<K,V> old = table[bucketIndex];
    Entry<K,V> e = new Entry<>(hash, key, value, old);
    table[bucketIndex] = e;
    // 2.在双向链表的尾部插入新的entry
    e.addBefore(header);
    size++;
}

上述代码中用到了addBefore()方法将新entry e插入到双向链表头引用header的前面,这样e就成为双向链表中的最后一个元素。addBefore()的代码如下:

// LinkedHashMap.Entry.addBefor(),将this插入到existingEntry的前面
private void addBefore(Entry<K,V> existingEntry) {
    after  = existingEntry;
    before = existingEntry.before;
    before.after = this;
    after.before = this;
}

上述代码只是简单修改相关entry的引用而已。

remove()

remove(Object key)的作用是删除key值对应的entry,该方法的具体逻辑是在removeEntryForKey(Object key)里实现的。removeEntryForKey()方法会首先找到key值对应的entry,然后删除该entry(修改链表的相应引用)。查找过程跟get()方法类似。

注意,这里的删除也有两重含义:

  1. 从table的角度看,需要将该entry从对应的bucket里删除,如果对应的冲突链表不空,需要修改冲突链表的相应引用。
  2. 从header的角度来看,需要将该entry从双向链表中删除,同时修改链表中前面以及后面元素的相应引用。

removeEntryForKey()对应的代码如下:

// LinkedHashMap.removeEntryForKey(),删除key值对应的entry
final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) {

    int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
    int i = indexFor(hash, table.length);// hash&(table.length-1)
    Entry<K,V> prev = table[i];// 得到冲突链表
    Entry<K,V> e = prev;
    while (e != null) {// 遍历冲突链表
        Entry<K,V> next = e.next;
        Object k;
        if (e.hash == hash &&
            ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {// 找到要删除的entry
            modCount++; size--;
            // 1. 将e从对应bucket的冲突链表中删除
            if (prev == e) table[i] = next;
            else prev.next = next;
            // 2. 将e从双向链表中删除
            e.before.after = e.after;
            e.after.before = e.before;
            return e;
        }
        prev = e; e = next;
    }
    return e;
}

LinkedHashSet

前面已经说过LinkedHashSet是对LinkedHashMap的简单包装,对LinkedHashSet的函数调用都会转换成合适的LinkedHashMap方法,因此LinkedHashSet的实现非常简单,这里不再赘述。

public class LinkedHashSet<E>
    extends HashSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable {

    // LinkedHashSet里面有一个LinkedHashMap
    public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
        map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }

    public boolean add(E e) {//简单的方法转换
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }

}

Java 集合框架 LinkedHashSet 和 LinkedHashMap 源码剖析的更多相关文章

  1. Java集合框架之接口Collection源码分析

    本文我们主要学习Java集合框架的根接口Collection,通过本文我们可以进一步了解Collection的属性及提供的方法.在介绍Collection接口之前我们不得不先学习一下Iterable, ...

  2. Java集合框架之三:HashMap源码解析

    版权声明:本文为博主原创文章,转载请注明出处,欢迎交流学习! HashMap在我们的工作中应用的非常广泛,在工作面试中也经常会被问到,对于这样一个重要的集合模型我们有必要弄清楚它的使用方法和它底层的实 ...

  3. Java集合框架之一:ArrayList源码分析

    版权声明:本文为博主原创文章,转载请注明出处,欢迎交流学习! ArrayList底层维护的是一个动态数组,每个ArrayList实例都有一个容量.该容量是指用来存储列表元素的数组的大小.它总是至少等于 ...

  4. 转:【Java集合源码剖析】LinkedHashmap源码剖析

    转载请注明出处:http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/37867985   前言:有网友建议分析下LinkedHashMap的源码,于是花了一晚上时 ...

  5. 【集合框架】JDK1.8源码分析之ArrayList详解(一)

    [集合框架]JDK1.8源码分析之ArrayList详解(一) 一. 从ArrayList字表面推测 ArrayList类的命名是由Array和List单词组合而成,Array的中文意思是数组,Lis ...

  6. 【集合框架】JDK1.8源码分析之HashMap(一) 转载

    [集合框架]JDK1.8源码分析之HashMap(一)   一.前言 在分析jdk1.8后的HashMap源码时,发现网上好多分析都是基于之前的jdk,而Java8的HashMap对之前做了较大的优化 ...

  7. java集合树状结构及源码

    java集合树状结构及源码 最近一直想看一下java集合的源码,毕竟平时用的比较多,但总是感觉是跟着习惯new出来一个对象,比如ArrayList,HashMap等等,所以就简单的看了一下,了解了一下 ...

  8. 【集合框架】JDK1.8源码分析之LinkedHashMap(二)

    一.前言 前面我们已经分析了HashMap的源码,已经知道了HashMap可以用在哪种场合,如果这样一种情形,我们需要按照元素插入的顺序来访问元素,此时,LinkedHashMap就派上用场了,它保存 ...

  9. 1.Java集合-HashMap实现原理及源码分析

    哈希表(Hash  Table)也叫散列表,是一种非常重要的数据结构,应用场景及其丰富,许多缓存技术(比如memcached)的核心其实就是在内存中维护一张大的哈希表,而HashMap的实现原理也常常 ...

随机推荐

  1. Java:Date、Calendar、Timestamp的使用

    一.Java.util.Date 该对象包含了年月日时分秒信息.具体使用如下代码: //String 转换为Date private static void dateDemo() throws Par ...

  2. QVW中实现日期区间的选择功能!

    QV在日期的选择上不是很灵活,日期区段的选择可以在列表框中直接用鼠标拖拉区段,如果跨周期比较长了还是不是很方便啦. 下面介绍的方式是完全实现了起始日期的选择功能. 注:日期这个字段在抽取的时候一定要格 ...

  3. iOS 知识-常用小技巧大杂烩

    原文链接:http://www.jianshu.com/p/7c3ee5e67d03. 自己看的. 1,打印View所有子视图 po [[self view]recursiveDescription] ...

  4. The version of CocoaPods used to generate the lockfile (*) is higher than the version of the current executable (*). Incompatibility issues may arise.

    解决方法: sudo gem update cocoapod

  5. Artificial Intelligence

    //**************************************BEST-FS ALRORITHM IN ARTIFICAL INTELLIGENCE***************** ...

  6. Apache提示You don't have permission to access / on this server问题解决

    测试时遇到将一本地目录设置为一apache的虚拟主机,在httpd-vhosts.conf文件中进行简单设置,然后在hosts文件中将访问地址指向本地,启动apache,进行访问,却出现了You do ...

  7. 控制器view加载

    出自李明杰讲课视频

  8. typedef与define

    一.typedef用法 typedef常用来定义一个标识符及关键字的别名,它生效是在语言编译过程,但它并不实际分配内存空间.typedef可以增强程序的可读性,以及标识符的灵活性,但它也有“非直观性” ...

  9. 《Journey》风之旅人;

    俩个人在茫茫世界相遇,互不相识,却能互相取暖,一路旅程,看尽了美丽的风景,也共同经历了暴风雪,然而该来的人会来,该走的人会走,这不就是人生旅途?

  10. hadoop 学习笔记 (十) mapreduce2.0

    MapReduce的特色---不擅长的方面 >实时计算 像mysql一样,在毫秒级或者秒级内返回结果 >流式计算 Mapreduce的输入数据时静态的,不能动态变化 MapReduce自身 ...