Java集合框架源碼研讀-LinkedHashMap

上一篇文章中,我們已經(jīng)介紹了一個很重要的集合類-HashMap.我們也提到了它的一個特性皇拣,就是不是按我們插入的順序來讀取元素.那么严蓖,今天我們就來介紹一個能夠按照我們插入的順序來讀取元素的HashMap的變體,LinkedHashMap.

其實LinkedHashMap和HashMap的實現(xiàn)并沒有什么差別氧急,LinkedHashMap是HashMap的一個子類.從源碼中颗胡,我們可以看到,很多方法态蒂,比如put()方法杭措,在LinkedHashMap中是看不到的.

今天我們也不具體談論LinkedHashMap的實現(xiàn)細節(jié),只是討論一下它是如何實現(xiàn)我們能按照插入元素的順序或者讀取元素的順序的順序進行遍歷.

為了實現(xiàn)這一點钾恢,LinkedHashMap修改了HashMap.Node<K,V>的實現(xiàn)手素,如下所示:

我們可以看到鸳址,它將HashMap.Node<K,V>變成了一個雙向鏈表中的一個節(jié)點.

并且,LinkedHashMap還專門維護了這么幾個屬性:

其中泉懦,head指向這個雙向鏈表的首節(jié)點稿黍,tail指向這個雙向鏈表的尾節(jié)點.access表明這個雙向鏈表應該是以什么順序來保存元素,如果這個屬性為true,則按訪問順序來保存崩哩,如果為false巡球,則按元素的插入順序來保存.

什么意思呢?

有下面代碼:

LinkedHashMap<String, String> linkedHashMap = new LinkedHashMap<String, String>();
linkedHashMap.put("1", "1");
linkedHashMap.put("2", "2");
linkedHashMap.put("3", "3");
linkedHashMap.get("2");
linkedHashMap.get("3");
linkedHashMap.get("1");

如果access為true,那么此雙向鏈表為2,3,1.如果access為false,則此雙向鏈表為1,2,3.

嗯.有了這個數(shù)據(jù)結構之后,LinkedHashMap又是如何做的呢?

首先邓嘹,它重寫了HashMapget(Object key)方法酣栈,其實現(xiàn)如下:

我們可以看到,跟HashMapget(Object key)相比汹押,這里多了幾行:

if(access) afterNodeAccess(e);

afterNodeAccess(e);又是什么鬼?

afterNodeAccess(Node<K,V> e)LinkedHashMap中新增的一個操作矿筝,它的作用是,當訪問元素時棚贾,將元素添加到雙向鏈表中.

除此之外窖维,LinkedHashMap中還添加了另外兩個方法:afterNodeRemoval(Node<K, V> e)和afterNodeInsertion(boolean evict)方法,分別用于在元素被刪除以及元素被插入后妙痹,進行處理.其定義如下:

看看上面的實現(xiàn)铸史,很簡單,對吧?

接下來我們看看如何按照元素插入的順序排序.

上面我們也說過怯伊,LinkedHashMap中琳轿,其實并沒有重寫HashMapput(Object key, Object value)方法.那么它是如何做到的呢?

要了解這一點,我們首先需要了解HashMapputVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict)方法的實現(xiàn)耿芹,因為put(Object key, Object value)實際上就是調用的這個方法.

注意上面重點標注的那一行.

從實現(xiàn)中我們可以看到利赋,如果插入時,table(table是HashMap中的一個屬性猩系,用于存放哈希對,詳情請參考上篇文章)中沒有發(fā)生沖突中燥,也就是這個key之前是不存在的寇甸,則newNode(...),如果發(fā)生沖突,也要newNode(...).

那么疗涉,LinkedHashMap只要重寫newNode(...)這個方法拿霉,就能實現(xiàn)按照元素插入的順序來保存到雙向鏈表中了.

實際上,LinkedHashMap也確實是這么做的.

linkNodeLast(p)的意思咱扣,顧名思義绽淘,就是將新創(chuàng)建的節(jié)點插入到雙向鏈表的末尾中去.

這就理解了LinkedHashMap是如何實現(xiàn)檢索時有序的了吧?

需要注意的是,LinkedHashMap中的這個雙向鏈表闹伪,只是用于確定順序沪铭,節(jié)點在插入時壮池,要插入到table中的哪個位置,跟它可沒有關系杀怠,還是得通過table.length & hash來計算.

既然檢索時可以有序椰憋,但是我們也沒有看見LinkedHashMap為我們提供一個get(int index)的方法,來進行有序的檢索芭馔恕.那有序檢索是如何體現(xiàn)的呢?

答案就是橙依,通過迭代器來實現(xiàn)有序檢索.

一目了然吧?

從迭代器的nextNode()方法中,我們可以看到硕旗,當modCount != expectedModCount時窗骑,會拋出ConcurrentModificationException.那么什么情況下modCount != expectedModCount以及為什么不等于呢?

當我們按照訪問的順序排序,并且在用迭代器有序訪問元素時漆枚,此時如果我們調用get(Object key)创译,就會造成modCount != expectedModCount.從上面的afterNodeAccess(Node<K, V> e),我們可以看到末尾有一句modCount++.

當我們按照插入的順序排序浪读,并且在用迭代器有序訪問元素時昔榴,如果此時調用put(Object key, Object value),也會造成modCount != expectedModCount.從HashMapput(Object key, Object value)方法的實現(xiàn)中我們就能看到.

那么為什么要這樣做呢?

因為如果我們在迭代過程中,雙向鏈表中增加了或者刪除了元素碘橘,導致它的結構發(fā)生了變化互订,那么我們在迭代過程中可能就會遇到一些莫名其妙的錯誤,所以痘拆,為了防止這種情況仰禽,就先在nextNode()方法中,先查看一下雙向鏈表的結構有沒有發(fā)生變化.

就是這個樣子....

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