Java集合源碼分析之LinkedList

前言

LinkedList相對ArrayList來說可以使用頻率可能相對較低,但是對于不同需求到情況下我們需要能夠選擇合適的集合寂屏,本文將結(jié)合JDK1.8源碼從線程安全尚胞、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、初始化宇葱、增刪改查筷黔、特性總結(jié)等幾個部分去分析LinkedList

線程安全

ArrayList是非線程安全的往史,不支持并發(fā)。我們可以從它的數(shù)據(jù)迭代器ArrayList$Itr中可以得知佛舱,當(dāng)產(chǎn)生線程安全問題時會拋出拋出ConcurrentModificationException異常椎例。內(nèi)部是通過一個modCount變量記錄集合的變化,在擴(kuò)容與刪除及清空等操作都會將modCount自增请祖,以此來標(biāo)記集合的改變订歪。

如何實(shí)現(xiàn)線程安全

1.通過Colletions.synchronizedCollection獲取線程安全的集合對象
2.使用并發(fā)庫下的ConcurrentLinkedQueue或者ConcurrentLinkedDeque(讀寫分離)

private class ListItr implements ListIterator<E> {
        private Node<E> lastReturned;
        private Node<E> next;
        private int nextIndex;
        private int expectedModCount = modCount;

        ...

        public E next() {
            checkForComodification();
            if (!hasNext())
                throw new NoSuchElementException();

            lastReturned = next;
            next = next.next;
            nextIndex++;
            return lastReturned.item;
        }

        public void add(E e) {
            checkForComodification();
            lastReturned = null;
            if (next == null)
                linkLast(e);
            else
                linkBefore(e, next);
            nextIndex++;
            expectedModCount++;
        }

        final void checkForComodification() {
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

LinkedList采用雙向鏈表對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,通過指針形式的鏈接實(shí)現(xiàn)多個對象多有序排列肆捕,因此相對于ArrayList的數(shù)組形式來說刷晋,LinkedList的實(shí)現(xiàn)方式使得增刪更加高效。而改查時由于需要遍歷鏈表慎陵,所以相對低效掏秩。

初始化

提供了兩個重載構(gòu)造方法,除了默認(rèn)的無參構(gòu)造器外還可以指定初始集合內(nèi)容荆姆。為什么比ArrayList少了個指定容量的構(gòu)造方法呢?實(shí)際上映凳,鏈表構(gòu)成的LinkedList沒有容量的概念胆筒,它做的只是將某些對象封裝為node,而node之間通過指針指向來形成有序的集合。在指定初始集合時仆救,實(shí)際就是調(diào)用addAll方法將所有元素進(jìn)行添加操作抒和,這個后續(xù)會講到。

    public LinkedList() {
    }

    public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
        this();
        addAll(c);
    }

增操作

增操作首先進(jìn)行一些基本條件判斷彤蔽,指定的index是否越界摧莽。主要的實(shí)現(xiàn)即通過對節(jié)點(diǎn)元素對pre和next指針的指向來鏈接插入元素。
以下是add方法的分析:

    void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last; // 緩存此時的last
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null); // 為元素生成node對象
        last = newNode; // 指定新last
        if (l == null) // 如果原本last為null那么表示之前沒有任何元素
            first = newNode; // 將first也指定為該元素
        else
            l.next = newNode; // 否則將原本的last.next指定為該元素
        size++; // 數(shù)量遞增
        modCount++; // modCount遞增(用于線程安全檢測)
    }

以下是addAll方法的分析:

    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        checkPositionIndex(index); // 越界檢查

        Object[] a = c.toArray(); // 將Collection轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)顿痪,便于循環(huán)遍歷
        int numNew = a.length;
        if (numNew == 0)
            return false;

        Node<E> pred, succ; // pred記錄目標(biāo)位置的前一個元素镊辕,succ用于記錄目標(biāo)位置
        if (index == size) { // 如果目標(biāo)位置為末尾
            succ = null; // 目標(biāo)位置為null
            pred = last; // 目標(biāo)位置前一個即為last
        } else { // 否則目標(biāo)位置為某個元素
            succ = node(index); // 獲取目標(biāo)元素
            pred = succ.prev; // 記錄目標(biāo)元素pred元素
        }

        for (Object o : a) { // 循環(huán)數(shù)組
            @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
            Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null); // 為其生成node對象
            if (pred == null) // 如果pred為null表示此前沒有元素
                first = newNode; // 指定為first
            else
                pred.next = newNode; // 指定為目標(biāo)元素的next
            pred = newNode; // 將pred賦值為該節(jié)點(diǎn),為下個元素拼接做準(zhǔn)備
        }

        if (succ == null) { // 如果succ為null表示在這之前沒有任何元素蚁袭,那么last指定為最后的pred即可
            last = pred;
        } else { // 否則將拼接后的末尾next指定為之前取得的目標(biāo)位置succ
            pred.next = succ;
            succ.prev = pred; // 而succ的prev指定為pred
        }

        size += numNew; // 數(shù)量更新
        modCount++; // modCount遞增(用于線程安全檢測)
        return true; // 返回true表示添加成功
    }

刪操作

刪除操作通過將目標(biāo)位置的前后拼接到一起征懈,從而使目標(biāo)位置的元素脫離整個鏈表結(jié)構(gòu),以此達(dá)到刪除操作的目的揩悄。

    public boolean remove(Object o) {
        // 區(qū)分元素是否為null卖哎,證明LinkedList支持添加null對象
        if (o == null) {
            // 通過從first到開始不斷next的方法循環(huán)整個鏈表
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (x.item == null) { // 如果節(jié)點(diǎn)的值為null,則是我們要移除的目標(biāo)
                    unlink(x); // 將目標(biāo)從鏈表中unlink掉
                    return true; // 返回true 表示移除成功
                }
            }
        } else { // 不為null元素的情況下
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (o.equals(x.item)) {
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        }
        return false; // 沒有找到指定元素删性,返回false
    }
    // unlink, 將指定元素從鏈表中移除
    E unlink(Node<E> x) {
        // assert x != null;
        final E element = x.item; // 記錄元素的value
        final Node<E> next = x.next; // 記錄指定元素next
        final Node<E> prev = x.prev; // 記錄指定元素prev
        // 如果指定元素prev為null亏娜,表示目標(biāo)元素為first
        // 直接將first指定為目標(biāo)元素的next即可
        if (prev == null) {
            first = next;
        } else {
            // 如果指定元素位于中間或者末尾
            // 則指定其prev.next為目標(biāo)元素的next,即將目標(biāo)元素分隔開
            prev.next = next;
            x.prev = null; // 此處指定目標(biāo)元素的prev為null是為了利于gc蹬挺,避免泄漏
        }
        // 如果目標(biāo)元素next為null表示它處于末尾维贺,需要更新last
        if (next == null) {
            last = prev;
        } else {
            // 否則目標(biāo)元素處于中間,需要更新其next的prev指向
            next.prev = prev;
            x.next = null; // 此處指定目標(biāo)元素的prev為null是為了利于gc汗侵,避免泄漏
        }

        x.item = null; // 元素value置空
        size--; // 更新數(shù)量
        modCount++; // modCount遞增(用于線程安全)
        return element; // 返回被刪除的對象
    }

改操作

很簡單幸缕,越界檢查 - > 得到目標(biāo) - > 修改 - > 返回原值

    public E set(int index, E element) {
        checkElementIndex(index); // 越界檢查
        Node<E> x = node(index); // 得到目標(biāo)對象節(jié)點(diǎn)
        E oldVal = x.item; // 記錄old value
        x.item = element; // 修改為new value
        return oldVal; // 返回old value
    }
    // 用于得到指定位置的節(jié)點(diǎn)
    Node<E> node(int index) {
        // assert isElementIndex(index);
        // 此處進(jìn)行簡單的二分判斷,決定鏈表遍歷的方向晰韵,提升效率
        if (index < (size >> 1)) { // 小于數(shù)量一半
            Node<E> x = first; // 從頭部開始遍歷
            for (int i = 0; i < index; i++) // 得到index節(jié)點(diǎn)
                x = x.next;
            return x;
        } else { // 大于數(shù)量一半
            Node<E> x = last; // 從尾部開始遍歷
            for (int i = size - 1; i > index; i--) // 得到index節(jié)點(diǎn)
                x = x.prev;
            return x;
        }
    }

查操作

很簡單发乔,越界檢查 - > 得到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)返回對象

    public E get(int index) {
        checkElementIndex(index); // 越界檢查
        return node(index).item; // 同上分析
    }

特性總結(jié)

1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為雙向鏈表,增刪快雪猪、改查慢
2.由于使用鏈表的結(jié)構(gòu)栏尚,所以沒有擴(kuò)容操作
3.在查找元素時會進(jìn)行區(qū)間折半,提升查找效率

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末只恨,一起剝皮案震驚了整個濱河市译仗,隨后出現(xiàn)的幾起案子,更是在濱河造成了極大的恐慌官觅,老刑警劉巖纵菌,帶你破解...
    沈念sama閱讀 222,946評論 6 518
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件,死亡現(xiàn)場離奇詭異休涤,居然都是意外死亡咱圆,警方通過查閱死者的電腦和手機(jī)笛辟,發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 95,336評論 3 399
  • 文/潘曉璐 我一進(jìn)店門,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來序苏,“玉大人手幢,你說我怎么就攤上這事〕老辏” “怎么了围来?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 169,716評論 0 364
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵,是天一觀的道長匈睁。 經(jīng)常有香客問我监透,道長,這世上最難降的妖魔是什么软舌? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 60,222評論 1 300
  • 正文 為了忘掉前任才漆,我火速辦了婚禮,結(jié)果婚禮上佛点,老公的妹妹穿的比我還像新娘醇滥。我一直安慰自己,他們只是感情好超营,可當(dāng)我...
    茶點(diǎn)故事閱讀 69,223評論 6 398
  • 文/花漫 我一把揭開白布鸳玩。 她就那樣靜靜地躺著,像睡著了一般演闭。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪不跟。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上,一...
    開封第一講書人閱讀 52,807評論 1 314
  • 那天米碰,我揣著相機(jī)與錄音窝革,去河邊找鬼。 笑死吕座,一個胖子當(dāng)著我的面吹牛虐译,可吹牛的內(nèi)容都是我干的。 我是一名探鬼主播吴趴,決...
    沈念sama閱讀 41,235評論 3 424
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼漆诽,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼!你這毒婦竟也來了锣枝?” 一聲冷哼從身側(cè)響起厢拭,我...
    開封第一講書人閱讀 40,189評論 0 277
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎撇叁,沒想到半個月后供鸠,有當(dāng)?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 46,712評論 1 320
  • 正文 獨(dú)居荒郊野嶺守林人離奇死亡陨闹,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點(diǎn)故事閱讀 38,775評論 3 343
  • 正文 我和宋清朗相戀三年回季,在試婚紗的時候發(fā)現(xiàn)自己被綠了家制。 大學(xué)時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片。...
    茶點(diǎn)故事閱讀 40,926評論 1 353
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡泡一,死狀恐怖,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出觅廓,到底是詐尸還是另有隱情鼻忠,我是刑警寧澤,帶...
    沈念sama閱讀 36,580評論 5 351
  • 正文 年R本政府宣布杈绸,位于F島的核電站帖蔓,受9級特大地震影響,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏瞳脓。R本人自食惡果不足惜塑娇,卻給世界環(huán)境...
    茶點(diǎn)故事閱讀 42,259評論 3 336
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望劫侧。 院中可真熱鬧埋酬,春花似錦、人聲如沸烧栋。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 32,750評論 0 25
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽审姓。三九已至珍特,卻和暖如春,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間魔吐,已是汗流浹背扎筒。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 33,867評論 1 274
  • 我被黑心中介騙來泰國打工, 沒想到剛下飛機(jī)就差點(diǎn)兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留酬姆,地道東北人嗜桌。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 49,368評論 3 379
  • 正文 我出身青樓,卻偏偏與公主長得像轴踱,于是被迫代替她去往敵國和親症脂。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子,可洞房花燭夜當(dāng)晚...
    茶點(diǎn)故事閱讀 45,930評論 2 361

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容

  • 冷絮齊飛淫僻, 好風(fēng)漸暖诱篷, 亂花撲面濕人眼。 鬧街人靜雪蒙蒙雳灵, 屐痕一徑深還淺棕所。 笑目輕含, 波心盡展悯辙, 凝眉更被春光...
    簡之寧閱讀 499評論 4 14
  • 大上琳省,下知有之迎吵,其次親譽(yù)之,其次畏之针贬,其下侮之击费。信不足,案有不信桦他。猶呵蔫巩!其貴言也。成功遂事快压,而百姓謂我自然圆仔。故大道...
    萬明智閱讀 133評論 0 0
  • 前端現(xiàn)在越來越火,可以用去年熱門的詞語來形容——“風(fēng)口上的豬”蔫劣。希望這個系列的文集能夠給“毫無任何基礎(chǔ)坪郭,但是想轉(zhuǎn)到...
    webCoder閱讀 3,104評論 10 62
  • 要想改變我們的人生,第一步就是要改變我們的心態(tài)脉幢。只要心態(tài)是正確的歪沃,我們的世界就會的光明的。
    鼗豸爻爻閱讀 95評論 0 0