LinkedHashMap

Posted 2022-05-09 create-and-orange

LinkedHashMap

上两篇文章讲了HashMap,HashMap是一种非常常见、非常有用的集合，并且在多线程情况下使用不当会有线程安全问题。

不过HashMap有一个问题，就是迭代HashMap的顺序并不是HashMap放置的顺序，也就是无序。

这个时候，LinkedHashMap就闪亮登场了，它虽然增加了时间和空间上的开销，但是通过维护一个运行于所有条目的双向链表，LinkedHashMap保证了元素迭代的顺序。

四个关注点在LinkedHashMap上的答案

关 注 点	结 论
LinkedHashMap是否允许键值对为空	Key和Value都允许空
LinkedHashMap是否允许重复数据	Key重复会覆盖、Value允许重复
LinkedHashMap是否有序	有序
LinkedHashMap是否线程安全	非线程安全

LinkedHashMap基本数据结构

关于LinkedHashMap，先提两点：

1、LinkedHashMap可以认为是HashMap+LinkedList，即它既使用HashMap操作数据结构，又使用LinkedList维护插入元素的先后顺序

2、LinkedHashMap的基本实现思想就是----多态。可以说，理解多态，再去理解LinkedHashMap原理会事半功倍；反之也是，对于LinkedHashMap原理的学习，也可以促进和加深对于多态的理解

private static class Entry<K,V> extends HashMap.Entry<K,V> 
    // These fields comprise the doubly linked list used for iteration.
    Entry<K,V> before, after;
?
Entry(int hash, K key, V value, HashMap.Entry<K,V> next) 
        super(hash, key, value, next);
    
    ...

列一下Entry里面有的一些属性吧：

• K key

• V value

• Entry<K, V> next

• int hash

• Entry<K, V> before

• Entry<K, V> after

其中前面四个，也就是红色部分是从HashMap.Entry中继承过来的；后面两个，也就是蓝色部分是LinkedHashMap独有的。不要搞错了next和before、After，next是用于维护HashMap指定table位置上连接的Entry的顺序的，before、After是用于维护Entry插入的先后顺序的。

还是用图表示一下，列一下属性而已：

LinkedHashMap添加元素

继续看LinkedHashMap添加元素，也就是put("111","111")做了什么，首先当然是调用HashMap的put方法：

继续看LinkedHashMap添加元素，也就是put("111","111")做了什么，首先当然是调用HashMap的put方法：

 1 public V put(K key, V value) 
 2     if (key == null)
 3         return putForNullKey(value);
 4     int hash = hash(key.hashCode());
 5     int i = indexFor(hash, table.length);
 6     for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) 
 7         Object k;
 8         if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) 
 9             V oldValue = e.value;
10             e.value = value;
11             e.recordAccess(this);
12             return oldValue;
13         
14     
15 
16     modCount++;
17     addEntry(hash, key, value, i);
18     return null;
19 

第17行又是一个多态，因为LinkedHashMap重写了addEntry方法，因此addEntry调用的是LinkedHashMap重写了的方法：

 1 void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) 
 2     createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
 3 
 4     // Remove eldest entry if instructed, else grow capacity if appropriate
 5     Entry<K,V> eldest = header.after;
 6     if (removeEldestEntry(eldest)) 
 7         removeEntryForKey(eldest.key);
 8      else 
 9         if (size >= threshold)
10             resize(2 * table.length);
11     
12 

因为LinkedHashMap由于其本身维护了插入的先后顺序，因此LinkedHashMap可以用来做缓存，第5行~第7行是用来支持FIFO算法的，这里暂时不用去关心它。看一下createEntry方法：

1 void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) 
2     HashMap.Entry<K,V> old = table[bucketIndex];
3     Entry<K,V> e = new Entry<K,V>(hash, key, value, old);
4     table[bucketIndex] = e;
5     e.addBefore(header);
6     size++;
7 

private void addBefore(Entry<K,V> existingEntry) 
    after  = existingEntry;
    before = existingEntry.before;
    before.after = this;
    after.before = this;

第2行~第4行的代码和HashMap没有什么不同，新添加的元素放在table[i]上，差别在于LinkedHashMap还做了addBefore操作，这四行代码的意思就是让新的Entry和原链表生成一个双向链表。假设字符串111放在位置table[1]上，生成的Entry地址为0x00000001，那么用图表示是这样的：

如果熟悉LinkedList的源码应该不难理解，还是解释一下，注意下existingEntry表示的是header：

1、after=existingEntry，即新增的Entry的after=header地址，即after=0x00000000

2、before=existingEntry.before，即新增的Entry的before是header的before的地址，header的before此时是0x00000000，因此新增的Entry的before=0x00000000

3、before.after=this，新增的Entry的before此时为0x00000000即header，header的after=this，即header的after=0x00000001

4、after.before=this，新增的Entry的after此时为0x00000000即header，header的before=this，即header的before=0x00000001

这样，header与新增的Entry的一个双向链表就形成了。再看，新增了字符串222之后是什么样的，假设新增的Entry的地址为0x00000002，生成到table[2]上，用图表示是这样的：

就不细解释了，只要before、after清除地知道代表的是哪个Entry的就不会有什么问题。

总得来看，再说明一遍，LinkedHashMap的实现就是HashMap+LinkedList的实现方式，以HashMap维护数据结构，以LinkList的方式维护数据插入顺序。