LinkedHashMap源码分析(基于JDK1.6)
来源:互联网 发布:php 闭包 use 多参数 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 18:25
转自:http://www.cnblogs.com/hzmark/
1. LinkedHashMap概述:
LinkedHashMap是Map接口的哈希表和链接列表实现,具有可预知的迭代顺序。此实现提供所有可选的映射操作,并允许使用null值和null键。此类不保证映射的顺序,特别是它不保证该顺序恒久不变。
LinkedHashMap实现与HashMap的不同之处在于,后者维护着一个运行于所有条目的双重链接列表。此链接列表定义了迭代顺序,该迭代顺序可以是插入顺序或者是访问顺序。
注意,此实现不是同步的。如果多个线程同时访问链接的哈希映射,而其中至少一个线程从结构上修改了该映射,则它必须保持外部同步。
2. LinkedHashMap的实现:
对于LinkedHashMap而言,它继承与HashMap、底层使用哈希表与双向链表来保存所有元素。其基本操作与父类HashMap相似,它通过重写父类相关的方法,来实现自己的链接列表特性。下面我们来分析LinkedHashMap的源代码:
public class LinkedHashMap<K,V> extends HashMap<K,V> implements Map<K,V>
LinkedHashMap只定义了两个属性:
/** * The head of the doubly linked list. * 双向链表的头节点 */ private transient Entry<K,V> header; /** * The iteration ordering method for this linked hash map: true * for access-order, false for insertion-order. * true表示最近最少使用次序,false表示插入顺序 */ private final boolean accessOrder;
1) Entry元素:
LinkedHashMap采用的hash算法和HashMap相同,但是它重新定义了数组中保存的元素Entry,该Entry除了保存当前对象的引用外,还保存了其上一个元素before和下一个元素after的引用,从而在哈希表的基础上又构成了双向链接列表。看源代码:
/** * 双向链表的表头元素。 */private transient Entry<K,V> header;/** * LinkedHashMap的Entry元素。 * 继承HashMap的Entry元素,又保存了其上一个元素before和下一个元素after的引用。 */private static class Entry<K,V> extends HashMap.Entry<K,V> { Entry<K,V> before, after; ……}
2) 初始化:
通过源代码可以看出,在LinkedHashMap的构造方法中,实际调用了父类HashMap的相关构造方法来构造一个底层存放的table数组。如:
public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { super(initialCapacity, loadFactor); accessOrder = false;}
HashMap中的相关构造方法:
// 构造方法1,构造一个指定初始容量和负载因子的、按照插入顺序的LinkedListpublic LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { super(initialCapacity, loadFactor); accessOrder = false;}// 构造方法2,构造一个指定初始容量的LinkedHashMap,取得键值对的顺序是插入顺序public LinkedHashMap(int initialCapacity) { super(initialCapacity); accessOrder = false;}// 构造方法3,用默认的初始化容量和负载因子创建一个LinkedHashMap,取得键值对的顺序是插入顺序public LinkedHashMap() { super(); accessOrder = false;}// 构造方法4,通过传入的map创建一个LinkedHashMap,容量为默认容量(16)和(map.zise()/DEFAULT_LOAD_FACTORY)+1的较大者,装载因子为默认值public LinkedHashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) { super(m); accessOrder = false;}// 构造方法5,根据指定容量、装载因子和键值对保持顺序创建一个LinkedHashMappublic LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder) { super(initialCapacity, loadFactor); this.accessOrder = accessOrder;}我们已经知道LinkedHashMap的Entry元素继承HashMap的Entry,提供了双向链表的功能。在上述HashMap的构造器
中,最后会调用init()方法,进行相关的初始化,这个方法在HashMap的实现中并无意义,只是提供给子类实现相关的初始化调用。
LinkedHashMap重写了init()方法,在调用父类的构造方法完成构造后,进一步实现了对其元素Entry的初始化操作。
注意LinkedHashMap中有一个init()方法, HashMap的构造方法都调用了init()方法,这里LinkedHashMap的构造方法在调用父类构造方法后将从父类构造方法中调用init()方法。
void init() { header = new Entry<K,V>(-1, null, null, null); header.before = header.after = header;}
看init()方法,的确是对header进行了初始化,并构造成一个双向循环链表(和LinkedList的存储结构是一样的)。
transfer(HashMap.Entry[] newTable)方法和init()方法一样也在HashTable中被调用。transfer(HashMap.Entry[] newTable)方法在HashMap调用resize(int newCapacity)方法的时候被调用。
3) 存储:
LinkedHashMap并未重写父类HashMap的put方法,而是重写了父类HashMap的put方法调用的子方法void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) 和void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex),提供了自己特有的双向链接列表的实现。
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { // 调用create方法,将新元素以双向链表的的形式加入到映射中。 createEntry(hash, key, value, bucketIndex); // 删除最近最少使用元素的策略定义 Entry<K,V> eldest = header.after; if (removeEldestEntry(eldest)) { removeEntryForKey(eldest.key); } else { if (size >= threshold) resize(2 * table.length); }}
void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { HashMap.Entry<K,V> old = table[bucketIndex]; Entry<K,V> e = new Entry<K,V>(hash, key, value, old); table[bucketIndex] = e; // 调用元素的addBrefore方法,将元素加入到哈希、双向链接列表。 e.addBefore(header); size++;}
private void addBefore(Entry<K,V> existingEntry) { after = existingEntry; before = existingEntry.before; before.after = this; after.before = this;}
4) 读取:
LinkedHashMap重写了父类HashMap的get方法,实际在调用父类getEntry()方法取得查找的元素后,再判断当排序模式accessOrder为true时,记录访问顺序,将最新访问的元素添加到双向链表的表头,并从原来的位置删除。由于的链表的增加、删除操作是常量级的,故并不会带来性能的损失。
public V get(Object key) { // 调用父类HashMap的getEntry()方法,取得要查找的元素。 Entry<K,V> e = (Entry<K,V>)getEntry(key); if (e == null) return null; // 记录访问顺序。 e.recordAccess(this); return e.value;}
void recordAccess(HashMap<K,V> m) { LinkedHashMap<K,V> lm = (LinkedHashMap<K,V>)m; // 如果定义了LinkedHashMap的迭代顺序为访问顺序, // 则删除以前位置上的元素,并将最新访问的元素添加到链表表头。 if (lm.accessOrder) { lm.modCount++; remove(); addBefore(lm.header); }}
5) 排序模式:
LinkedHashMap定义了排序模式accessOrder,该属性为boolean型变量,对于访问顺序,为true;对于插入顺序,则为false。
private final boolean accessOrder;一般情况下,不必指定排序模式,其迭代顺序即为默认为插入顺序。看LinkedHashMap的构造方法,如:
public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { super(initialCapacity, loadFactor); accessOrder = false;}
这些构造方法都会默认指定排序模式为插入顺序。如果你想构造一个LinkedHashMap,并打算按从近期访问最少到近期访问最多的顺序(即访问顺序)来保存元素,那么请使用下面的构造方法构造LinkedHashMap:
public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder) { super(initialCapacity, loadFactor); this.accessOrder = accessOrder;}
该哈希映射的迭代顺序就是最后访问其条目的顺序,这种映射很适合构建LRU缓存。LinkedHashMap提供了removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest)方法,在将新条目插入到映射后,put和 putAll将调用此方法。该方法可以提供在每次添加新条目时移除最旧条目的实现程序,默认返回false,这样,此映射的行为将类似于正常映射,即永远不能移除最旧的元素。
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) { return false;}
此方法通常不以任何方式修改映射,相反允许映射在其返回值的指引下进行自我修改。如果用此映射构建LRU缓存,则非常方便,它允许映射通过删除旧条目来减少内存损耗。
例如:重写此方法,维持此映射只保存100个条目的稳定状态,在每次添加新条目时删除最旧的条目。
private static final int MAX_ENTRIES = 100;protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) { return size() > MAX_ENTRIES;}
总结:
HashMap使用哈希表来存储数据,并用拉链法来处理冲突。LinkedHashMap继承自HashMap,同时自身有一个链表,使用链表存储数据,不存在冲突。LinkedList和LinkedHashMap一样使用一个双向循环链表,但存储的是简单的数据,并不是“键值对”。所以HashMap和LinkedHashMap是Map,而LinkedList是一个List,这是他们本质的区别。LinkedList和LinkedHashMap都可以维护内容的顺序,但HashMap不维护顺序。
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