一逛尚、前言
LinkedHashMap 繼承于 HashMap，因此刁愿，建議在學(xué)習(xí)本篇內(nèi)容前绰寞，先學(xué)習(xí) HashMap系列，這樣使得更加容易理解铣口。
二滤钱、LinkedHashMap使用
可能很多人會說，LinkedHashMap誰不會用脑题？你真的確定你會用件缸？
上例子之前，先寫幾個工具方法叔遂，以便后面理解方便：
public class Main {
// 字符串左對齊（未考慮中英文長度他炊，僅便于觀看）
private static String spaceFill(Object object) {
return String.format("%-20s", object);
}
// 反射獲取 HashMap 中的數(shù)組對象
// 啥？你不知道數(shù)組對象名稱已艰？
// 建議去看看源碼痊末，或是看看我寫的 HashMap 系列
private static Map.Entry<Integer, String>[] getArray(Object object, Field field) throws Exception {
return (Map.Entry<Integer, String>[]) field.get(object);
}
// 反射獲取 Map.Entry
// 因為 HashMap.Node 是私有靜態(tài)類
private static Map.Entry<Integer, String> getObject(Object object, String name) throws Exception {
Field field = getField(object.getClass(), name);
return (Map.Entry<Integer, String>) field.get(object);
}
// 反射獲取指定字段
private static Field getField(Class<?> clazz, String name) {
if (clazz == null) {
return null;
}
Field field = null;
try {
field = clazz.getDeclaredField(name);
field.setAccessible(true);
} catch (NoSuchFieldException e) {
field = getField(clazz.getSuperclass(), name);
}
return field;
}
}
好了，上面的工具方法已經(jīng)完成哩掺，后面的所有例子都會使用上面的方法凿叠。
我們來看兩個例子：
2.1、例子一
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 一般大家都使用默認構(gòu)造函數(shù)
LinkedHashMap<Integer, String> map = new LinkedHashMap<>();
map.put(1, "chris");
map.put(2, "qingye");
map.put(3, "24854015@qq.com");
// 反射獲取 table 數(shù)組對象
Field field = getField(map.getClass(), "table");
if (field != null && field.getType().isArray()) {
try {
// 類型強轉(zhuǎn)
Map.Entry<Integer, String>[] table = getArray(map, field);
for (int i = 0; i < table.length; i ++) {
if (table[i] != null) {
// LinkedHashMap.Node 特有的 before & after 指針
Map.Entry<Integer, String> before = getObject(table[i], "before");
Map.Entry<Integer, String> after = getObject(table[i], "after");
if (before == null) {
System.out.print("This is Head ");
} else if (after == null) {
System.out.print("This is Tail ");
} else {
System.out.print("ttt ");
}
System.out.println("[" + i + "] => " + spaceFill(table[i]) + ", before => " + spaceFill(before) + ", after => " + spaceFill(after));
}
}
} catch (Exception e) {
}
}
}
}
輸出結(jié)果：
This is Head [1] => 1=chris , before => null , after => 2=qingye
[2] => 2=qingye , before => 1=chris , after => 3=24854015@qq.com
This is Tail [3] => 3=24854015@qq.com , before => 2=qingye , after => null
2.2、例子二
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 指定構(gòu)造函數(shù)來初始化
LinkedHashMap<Integer, String> map = new LinkedHashMap<>(16, 0.75f, true);
map.put(1, "chris");
map.put(2, "qingye");
map.put(3, "24854015@qq.com");
map.get(1); // 注意：這里僅僅 get 了一下
Field field = getField(map.getClass(), "table");
if (field != null && field.getType().isArray()) {
try {
Map.Entry<Integer, String>[] table = getArray(map, field);
for (int i = 0; i < table.length; i ++) {
if (table[i] != null) {
Map.Entry<Integer, String> before = getObject(table[i], "before");
Map.Entry<Integer, String> after = getObject(table[i], "after");
if (before == null) {
System.out.print("This is Head ");
} else if (after == null) {
System.out.print("This is Tail ");
} else {
System.out.print("ttt ");
}
System.out.println("[" + i + "] => " + spaceFill(table[i]) + ", before => " + spaceFill(before) + ", after => " + spaceFill(after));
}
}
} catch (Exception e) {
}
}
}
}
輸出結(jié)果：
This is Tail [1] => 1=chris , before => 3=24854015@qq.com , after => null
This is Head [2] => 2=qingye , before => null , after => 3=24854015@qq.com
[3] => 3=24854015@qq.com , before => 2=qingye , after => 1=chris
WTF 盒件？蹬碧！發(fā)生了啥？怎么[1]元素從『Head』變成了『Tail』炒刁？ 這就是 LinkedHashMap 的其妙之處恩沽！
三、深入解讀 LinkedHashMap 的奧秘
3.1翔始、LinkedHashMap 與 HashMap 的關(guān)系
本篇開頭也說了飒筑，前者繼承于后者，因此绽昏，LinkedHashMap 的 putXXX 和 getXXX 都直接繼承于 HashMap协屡，并沒有重載，其 put & get 的邏輯也就和 HashMap 一樣全谤。HashMap 的 put & get 是啥邏輯肤晓？如果大家忘記了，建議去看看我寫的 （四）HashMap系列：put元素（不看完將后悔一生Ｈ先弧） 补憾。既然是繼承，同樣的卷员，它們的數(shù)組結(jié)構(gòu)也就幾乎一致（99%的一致）：
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)組 + 鏈表 <---> 紅黑樹
那 1% 的不一致在哪盈匾？
3.2、Map.Entry
HashMap 的節(jié)點實現(xiàn)了 Map.Entry：
public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final int hash;
final K key;
V value;
Node<K,V> next;
Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
this.hash = hash;
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
}
}
那 LinkedHashMap的節(jié)點呢毕骡？
public class LinkedHashMap<K,V> extends HashMap<K,V> implements Map<K,V> {
static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
Entry<K,V> before, after;
Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
super(hash, key, value, next);
}
}
}
額削饵，真是簡單的令人發(fā)指啊未巫！ 僅僅多了兩個索引（指針）節(jié)點：before & after 窿撬！
3.3、HashMap.TreeNode
之前再講 HashMap 時叙凡，并沒有提到 TreeNode 這個類型劈伴，因為涉及到 LinkedHashMap，所以有所調(diào)整握爷，這里進行補充：
public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {
static final class TreeNode<K,V> extends LinkedHashMap.Entry<K,V> {
TreeNode<K,V> parent; // red-black tree links
TreeNode<K,V> left;
TreeNode<K,V> right;
TreeNode<K,V> prev; // needed to unlink next upon deletion
boolean red;
TreeNode(int hash, K key, V val, Node<K,V> next) {
super(hash, key, val, next);
}
}
完美的繼承：
你真的了解LinkedHashMap嗎跛璧？進來看看
3.4、before & after
根據(jù)這兩個字段的名稱新啼，我們就能很容易的猜測出追城，分別指向前一個節(jié)點和后一個節(jié)點（事實上，我們開頭的兩個例子师抄，已經(jīng)證實了這種關(guān)系）漓柑，那么，具體是如何在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或者說叨吮，節(jié)點對象上表現(xiàn)出關(guān)聯(lián)關(guān)系的呢辆布？
你真的了解LinkedHashMap嗎？進來看看
畫圖很辛苦...... LinkedHashMap 之所以加了 before 與 after 節(jié)點索引茶鉴，主要目的：
- 雙向鏈表（即可以雙向訪問）锋玲，從頭結(jié)點可以一直遍歷到最后一個節(jié)點，而不需要中途定位到桶涵叮；
- 可以按照插入順序來訪問（默認）惭蹂，【例子一】；
四割粮、LinkedHashMap 特殊之處
/**
* The iteration ordering method for this linked hash map: true for access-order, false for insertion-order.
*/
final boolean accessOrder;
該字段含義：
- true時盾碗，遍歷雙向鏈表中元素是按照訪問順序來遍歷（LRU）；
- false時舀瓢，遍歷雙向鏈表中的元素是按照插入順序來遍歷（默認）廷雅；
Android系統(tǒng)中的 LRU 的實現(xiàn)，其實就是基于 LinkedHashMap京髓，并采用了【例子二】的方式來初始化對象實例航缀。
五、LinkedHashMap索引的源碼實現(xiàn)
我們同樣從 put元素還是分析源碼堰怨，還記得我們分析 HashMap 的 putVal 時芥玉，有兩個空函數(shù)么？
public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) {
......
else {
......
if (e != null) { // 元素已經(jīng)存在
......
afterNodeAccess(e); // 調(diào)整節(jié)點順序
return oldValue;
}
}
......
afterNodeInsertion(evict); // 新增元素备图，調(diào)整節(jié)點順序
return null;
}
}
5.1灿巧、LinkedHashMap.afterNodeAccess
該方法會被多個其它方法觸發(fā)，例如：put一個已存在的節(jié)點對象揽涮，get對象砸烦，replace對象等等，該方法就是判斷是否需要調(diào)整的遍歷訪問順序绞吁。
public class LinkedHashMap<K,V> extends HashMap<K,V> implements Map<K,V> {
void afterNodeAccess(Node<K,V> e) { // move node to last
LinkedHashMap.Entry<K,V> last;
// accessOrder = true幢痘，表示 LRU
// 將要移動的節(jié)點已經(jīng)在最后一個，那么就不用調(diào)整了
if (accessOrder && (last = tail) != e) {
// p 指向 e本身家破，b 指向 e前一個颜说，a 指向 e后一個
LinkedHashMap.Entry<K,V> p = (LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;
p.after = null;
// 如果 e的前一個為null，表示 e 是頭節(jié)點汰聋，那么將頭節(jié)點指向 e的下一個元素
if (b == null)
head = a;
else
b.after = a; // 否則 e的上一個元素门粪，其下一個指向從 e 改為 e的下一個
// a 為null 則表示 e 是尾節(jié)點
// 否則將 e的下一個元素，其上一個指向從 e 改為 e的上一個
if (a != null)
a.before = b;
else
last = b; // 否則烹困，尾節(jié)點指向 e 的上一個元素
// 總之玄妈，上面判斷：b，a 不為null，則互指
// 如果 last 為null拟蜻，則表示整個 LinkedHashMap 只有一個元素
if (last == null)
head = p;
else {
// 否則绎签，將 p 移至最后一個（訪問順序上，即邏輯上最后一個酝锅，實際位置不會變）
p.before = last;
last.after = p;
}
tail = p; // 最后诡必，尾指向最后一個元素
++modCount;
}
}
}
5.2、LinkedHashMap.afterNodeInsertion
public class LinkedHashMap<K,V> extends HashMap<K,V> implements Map<K,V> {
// 新增節(jié)點后搔扁，調(diào)用此方法判斷是否需要移除最老的節(jié)點
// 因為 accessOrder = true 時爸舒，訪問次數(shù)多的節(jié)點一定是在鏈尾，而訪問次數(shù)最少的則在鏈頭
void afterNodeInsertion(boolean evict) { // possibly remove eldest
LinkedHashMap.Entry<K,V> first;
if (evict && (first = head) != null && removeEldestEntry(first)) {
K key = first.key;
// 如果需要移除最老的稿蹲，則先從鏈頭開始移除
// 移除節(jié)點扭勉，調(diào)用的是 HashMap.removeNode 方法
// 同樣是從數(shù)組開始，再紅黑樹苛聘，再鏈表查找涂炎，刪除，調(diào)整
removeNode(hash(key), key, null, false, true);
}
}
}
5.3焰盗、LinkedHashMap.removeEldestEntry
public class LinkedHashMap<K,V> extends HashMap<K,V> implements Map<K,V> {
// 該方法在 LinkedHashMap 中璧尸，默認返回 false，即不移除最老的元素
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) {
return false;
}
}
那為啥我還一直提到 LRU 呢熬拒？ 因為爷光，我們?nèi)绻约夯?LinkedHashMap 來實現(xiàn) LRU，就可以重載此方法澎粟，返回 true 蛀序，這樣就達到了 LRU 的效果。
好了活烙，LinkedHashMap 就聊到這里徐裸！
