标签：存在 contains 效率 null ade rgb 头部 head methods
转载请注明出处：http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/37867985
前言：有网友建议分析下LinkedHashMap的源代码。于是花了一晚上时间研究了下，分享出此文（这个系列的最后一篇博文了），希望大家相互学习。LinkedHashMap的源代码理解起来也不难（当然。要建立在对HashMap源代码有较好理解的基础上）。
LinkedHashMap是HashMap的子类，与HashMap有着相同的存储结构。但它加入了一个双向链表的头结点。将全部put到LinkedHashmap的节点一一串成了一个双向循环链表。因此它保留了节点插入的顺序。能够使节点的输出顺序与输入顺序相同。
LinkedHashMap能够用来实现LRU算法（这会在以下的源代码中进行分析）。
LinkedHashMap相同是非线程安全的。仅仅在单线程环境下使用。
LinkedHashMap源代码例如以下（加入了具体的凝视）：
package java.util;
import java.io.*;
public class LinkedHashMap<K,V>
extends HashMap<K,V>
implements Map<K,V>
{
private static final long serialVersionUID = 3801124242820219131L;
//双向循环链表的头结点。整个LinkedHa仅仅哟shMap中仅仅有一个header。
//它将哈希表中全部的Entry贯穿起来，header中不保存key-value对，仅仅保存前后节点的引用
private transient Entry<K,V> header;
//双向链表中元素排序规则的标志位。
//accessOrder为false，表示按插入顺序排序
//accessOrder为true。表示按訪问顺序排序
private final boolean accessOrder;
//调用HashMap的构造方法来构造底层的数组
public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
super(initialCapacity, loadFactor);
accessOrder = false; //链表中的元素默认依照插入顺序排序
}
//载入因子取默认的0.75f
public LinkedHashMap(int initialCapacity) {
super(initialCapacity);
accessOrder = false;
}
//载入因子取默认的0.75f。容量取默认的16
public LinkedHashMap() {
super();
accessOrder = false;
}
//含有子Map的构造方法，相同调用HashMap的相应的构造方法
public LinkedHashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
super(m);
accessOrder = false;
}
//该构造方法能够指定链表中的元素排序的规则
public LinkedHashMap(int initialCapacity,float loadFactor,boolean accessOrder) {
super(initialCapacity, loadFactor);
this.accessOrder = accessOrder;
}
//覆写父类的init()方法（HashMap中的init方法为空）。
//该方法在父类的构造方法和Clone、readObject中在插入元素前被调用，
//初始化一个空的双向循环链表，头结点中不保存数据，头结点的下一个节点才開始保存数据。
void init() {
header = new Entry<K,V>(-1, null, null, null);
header.before = header.after = header;
}
//覆写HashMap中的transfer方法。它在父类的resize方法中被调用，
//扩容后，将key-value对又一次映射到新的newTable中
//覆写该方法的目的是为了提高复制的效率，
//这里充分利用双向循环链表的特点进行迭代，不用对底层的数组进行for循环。
void transfer(HashMap.Entry[] newTable) {
int newCapacity = newTable.length;
for (Entry<K,V> e = header.after; e != header; e = e.after) {
int index = indexFor(e.hash, newCapacity);
e.next = newTable[index];
newTable[index] = e;
}
}
//覆写HashMap中的containsValue方法。
//覆写该方法的目的相同是为了提高查询的效率，
//利用双向循环链表的特点进行查询。少了对数组的外层for循环
public boolean containsValue(Object value) {
// Overridden to take advantage of faster iterator
if (value==null) {
for (Entry e = header.after; e != header; e = e.after)
if (e.value==null)
return true;
} else {
for (Entry e = header.after; e != header; e = e.after)
if (value.equals(e.value))
return true;
}
return false;
}
//覆写HashMap中的get方法，通过getEntry方法获取Entry对象。
//注意这里的recordAccess方法。
//假设链表中元素的排序规则是依照插入的先后顺序排序的话，该方法什么也不做，
//假设链表中元素的排序规则是依照訪问的先后顺序排序的话。则将e移到链表的末尾处。
public V get(Object key) {
Entry<K,V> e = (Entry<K,V>)getEntry(key);
if (e == null)
return null;
e.recordAccess(this);
return e.value;
}
//清空HashMap，并将双向链表还原为仅仅有头结点的空链表
public void clear() {
super.clear();
header.before = header.after = header;
}
//Enty的数据结构，多了两个指向前后节点的引用
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;
//调用父类的构造方法
Entry(int hash, K key, V value, HashMap.Entry<K,V> next) {
super(hash, key, value, next);
}
//双向循环链表中。删除当前的Entry
private void remove() {
before.after = after;
after.before = before;
}
//双向循环立链表中，将当前的Entry插入到existingEntry的前面
private void addBefore(Entry<K,V> existingEntry) {
after = existingEntry;
before = existingEntry.before;
before.after = this;
after.before = this;
}
//覆写HashMap中的recordAccess方法（HashMap中该方法为空），
//当调用父类的put方法，在发现插入的key已经存在时，会调用该方法，
//调用LinkedHashmap覆写的get方法时，也会调用到该方法。
//该方法提供了LRU算法的实现，它将近期使用的Entry放到双向循环链表的尾部，
//accessOrder为true时，get方法会调用recordAccess方法
//put方法在覆盖key-value对时也会调用recordAccess方法
//它们导致Entry近期使用。因此将其移到双向链表的末尾
void recordAccess(HashMap<K,V> m) {
LinkedHashMap<K,V> lm = (LinkedHashMap<K,V>)m;
//假设链表中元素依照訪问顺序排序，则将当前訪问的Entry移到双向循环链表的尾部，
//假设是依照插入的先后顺序排序，则不做不论什么事情。
if (lm.accessOrder) {
lm.modCount++;
//移除当前訪问的Entry
remove();
//将当前訪问的Entry插入到链表的尾部
addBefore(lm.header);
}
}
void recordRemoval(HashMap<K,V> m) {
remove();
}
}
//迭代器
private abstract class LinkedHashIterator<T> implements Iterator<T> {
Entry<K,V> nextEntry = header.after;
Entry<K,V> lastReturned = null;
/**
* The modCount value that the iterator believes that the backing
* List should have. If this expectation is violated, the iterator
* has detected concurrent modification.
*/
int expectedModCount = modCount;
public boolean hasNext() {
return nextEntry != header;
}
public void remove() {
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
LinkedHashMap.this.remove(lastReturned.key);
lastReturned = null;
expectedModCount = modCount;
}
//从head的下一个节点開始迭代
Entry<K,V> nextEntry() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
if (nextEntry == header)
throw new NoSuchElementException();
Entry<K,V> e = lastReturned = nextEntry;
nextEntry = e.after;
return e;
}
}
//key迭代器
private class KeyIterator extends LinkedHashIterator<K> {
public K next() { return nextEntry().getKey(); }
}
//value迭代器
private class ValueIterator extends LinkedHashIterator<V> {
public V next() { return nextEntry().value; }
}
//Entry迭代器
private class EntryIterator extends LinkedHashIterator<Map.Entry<K,V>> {
public Map.Entry<K,V> next() { return nextEntry(); }
}
// These Overrides alter the behavior of superclass view iterator() methods
Iterator<K> newKeyIterator() { return new KeyIterator(); }
Iterator<V> newValueIterator() { return new ValueIterator(); }
Iterator<Map.Entry<K,V>> newEntryIterator() { return new EntryIterator(); }
//覆写HashMap中的addEntry方法，LinkedHashmap并没有覆写HashMap中的put方法，
//而是覆写了put方法所调用的addEntry方法和recordAccess方法，
//put方法在插入的key已存在的情况下，会调用recordAccess方法。
//在插入的key不存在的情况下，要调用addEntry插入新的Entry
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
//创建新的Entry，并插入到LinkedHashMap中
createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
//双向链表的第一个有效节点（header后的那个节点）为近期最少使用的节点
Entry<K,V> eldest = header.after;
//假设有必要，则删除掉该近期最少使用的节点，
//这要看对removeEldestEntry的覆写,因为默觉得false，因此默认是不做不论什么处理的。
if (removeEldestEntry(eldest)) {
removeEntryForKey(eldest.key);
} else {
//扩容到原来的2倍
if (size >= threshold)
resize(2 * table.length);
}
}
void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
//创建新的Entry，并将其插入到数组相应槽的单链表的头结点处。这点与HashMap中相同
HashMap.Entry<K,V> old = table[bucketIndex];
Entry<K,V> e = new Entry<K,V>(hash, key, value, old);
table[bucketIndex] = e;
//每次插入Entry时。都将其移到双向链表的尾部，
//这便会依照Entry插入LinkedHashMap的先后顺序来迭代元素，
//同一时候。新put进来的Entry是近期訪问的Entry，把其放在链表末尾 。符合LRU算法的实现
e.addBefore(header);
size++;
}
//该方法是用来被覆写的，一般假设用LinkedHashmap实现LRU算法。就要覆写该方法。
//比方能够将该方法覆写为假设设定的内存已满，则返回true，这样当再次向LinkedHashMap中put
//Entry时，在调用的addEntry方法中便会将近期最少使用的节点删除掉（header后的那个节点）。
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) {
return false;
}
}
关于LinkedHashMap的源代码。给出以下几点比較重要的总结：
1、从源代码中能够看出。LinkedHashMap中加入了一个head头结点，将全部插入到该LinkedHashMap中的Entry依照插入的先后顺序依次加入到以head为头结点的双向循环链表的尾部。
实际上就是HashMap和LinkedList两个集合类的存储结构的结合。在LinkedHashMapMap中。全部put进来的Entry都保存在如第一个图所看到的的哈希表中。但它又额外定义了一个以head为头结点的空的双向循环链表，每次put进来Entry，除了将其保存到对哈希表中相应的位置上外。还要将其插入到双向循环链表的尾部。
2、LinkedHashMap因为继承自HashMap。因此它具有HashMap的全部特性，相同同意key和value为null。
3、注意源代码中的accessOrder标志位。当它false时。表示双向链表中的元素依照Entry插入LinkedHashMap到中的先后顺序排序，即每次put到LinkedHashMap中的Entry都放在双向链表的尾部，这样遍历双向链表时，Entry的输出顺序便和插入的顺序一致，这也是默认的双向链表的存储顺序；当它为true时，表示双向链表中的元素依照訪问的先后顺序排列，能够看到，尽管Entry插入链表的顺序依旧是依照其put到LinkedHashMap中的顺序，但put和get方法均有调用recordAccess方法（put方法在key相同，覆盖原有的Entry的情况下调用recordAccess方法），该方法推断accessOrder是否为true。假设是，则将当前訪问的Entry（put进来的Entry或get出来的Entry）移到双向链表的尾部（key不相同一时候，put新Entry时，会调用addEntry，它会调用creatEntry，该方法相同将新插入的元素放入到双向链表的尾部，既符合插入的先后顺序，又符合訪问的先后顺序，因为这时该Entry也被訪问了），否则，什么也不做。
4、注意构造方法，前四个构造方法都将accessOrder设为false，说明默认是依照插入顺序排序的，而第五个构造方法能够自己定义传入的accessOrder的值，因此能够指定双向循环链表中元素的排序规则。一般要用LinkedHashMap实现LRU算法。就要用该构造方法，将accessOrder置为true。
5、LinkedHashMap并没有覆写HashMap中的put方法。而是覆写了put方法中调用的addEntry方法和recordAccess方法，我们回过头来再看下HashMap的put方法：
// 将“key-value”加入到HashMap中
public V put(K key, V value) {
// 若“key为null”，则将该键值对加入到table[0]中。
if (key == null)
return putForNullKey(value);
// 若“key不为null”。则计算该key的哈希值。然后将其加入到该哈希值相应的链表中。
int hash = hash(key.hashCode());
int i = indexFor(hash, table.length);
for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
Object k;
// 若“该key”相应的键值对已经存在，则用新的value代替旧的value。然后退出。
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
// 若“该key”相应的键值对不存在，则将“key-value”加入到table中
modCount++;
//将key-value加入到table[i]处
addEntry(hash, key, value, i);
return null;
}
当要put进来的Entry的key在哈希表中已经在存在时，会调用recordAccess方法，当该key不存在时。则会调用addEntry方法将新的Entry插入到相应槽的单链表的头部。我们先来看recordAccess方法：
//覆写HashMap中的recordAccess方法（HashMap中该方法为空），
//当调用父类的put方法。在发现插入的key已经存在时，会调用该方法，
//调用LinkedHashmap覆写的get方法时，也会调用到该方法，
//该方法提供了LRU算法的实现。它将近期使用的Entry放到双向循环链表的尾部，
//accessOrder为true时。get方法会调用recordAccess方法
//put方法在覆盖key-value对时也会调用recordAccess方法
//它们导致Entry近期使用，因此将其移到双向链表的末尾
void recordAccess(HashMap<K,V> m) {
LinkedHashMap<K,V> lm = (LinkedHashMap<K,V>)m;
//假设链表中元素依照訪问顺序排序，则将当前訪问的Entry移到双向循环链表的尾部，
//假设是依照插入的先后顺序排序。则不做不论什么事情。
if (lm.accessOrder) {
lm.modCount++;
//移除当前訪问的Entry
remove();
//将当前訪问的Entry插入到链表的尾部
addBefore(lm.header);
}
}
该方法会推断accessOrder是否为true，假设为true，它会将当前訪问的Entry（在这里指put进来的Entry）移动到双向循环链表的尾部。从而实现双向链表中的元素依照訪问顺序来排序（近期訪问的Entry放到链表的最后，这样多次下来，前面就是近期没有被訪问的元素，在实现、LRU算法时。当双向链表中的节点数达到最大值时，将前面的元素删去就可以，因为前面的元素是近期最少使用的），否则什么也不做。
再来看addEntry方法：
//覆写HashMap中的addEntry方法，LinkedHashmap并没有覆写HashMap中的put方法。
//而是覆写了put方法所调用的addEntry方法和recordAccess方法，
//put方法在插入的key已存在的情况下。会调用recordAccess方法，
//在插入的key不存在的情况下。要调用addEntry插入新的Entry
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
//创建新的Entry。并插入到LinkedHashMap中
createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
//双向链表的第一个有效节点（header后的那个节点）为近期最少使用的节点
Entry<K,V> eldest = header.after;
//假设有必要，则删除掉该近期最少使用的节点。
//这要看对removeEldestEntry的覆写,因为默觉得false。因此默认是不做不论什么处理的。
if (removeEldestEntry(eldest)) {
removeEntryForKey(eldest.key);
} else {
//扩容到原来的2倍
if (size >= threshold)
resize(2 * table.length);
}
}
void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
//创建新的Entry，并将其插入到数组相应槽的单链表的头结点处，这点与HashMap中相同
HashMap.Entry<K,V> old = table[bucketIndex];
Entry<K,V> e = new Entry<K,V>(hash, key, value, old);
table[bucketIndex] = e;
//每次插入Entry时，都将其移到双向链表的尾部，
//这便会依照Entry插入LinkedHashMap的先后顺序来迭代元素，
//同一时候。新put进来的Entry是近期訪问的Entry，把其放在链表末尾 ，符合LRU算法的实现
e.addBefore(header);
size++;
}
相同是将新的Entry插入到table中相应槽所相应单链表的头结点中。但能够看出，在createEntry中，相同把新put进来的Entry插入到了双向链表的尾部。从插入顺序的层面来说，新的Entry插入到双向链表的尾部。能够实现依照插入的先后顺序来迭代Entry。而从訪问顺序的层面来说，新put进来的Entry又是近期訪问的Entry。也应该将其放在双向链表的尾部。上面还有个removeEldestEntry方法。该方法例如以下：
//该方法是用来被覆写的，一般假设用LinkedHashmap实现LRU算法，就要覆写该方法， //比方能够将该方法覆写为假设设定的内存已满，则返回true，这样当再次向LinkedHashMap中put //Entry时，在调用的addEntry方法中便会将近期最少使用的节点删除掉（header后的那个节点）。该方法默认返回false，我们一般在用LinkedHashMap实现LRU算法时，要覆写该方法。一般的实现是。当设定的内存（这里指节点个数）达到最大值时，返回true。这样put新的Entry（该Entry的key在哈希表中没有已经存在）时。就会调用removeEntryForKey方法，将近期最少使用的节点删除（head后面的那个节点，实际上是近期没有使用）。protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) { return false; } }
6、LinkedHashMap覆写了HashMap的get方法：
//覆写HashMap中的get方法，通过getEntry方法获取Entry对象。
//注意这里的recordAccess方法。
//假设链表中元素的排序规则是依照插入的先后顺序排序的话。该方法什么也不做，
//假设链表中元素的排序规则是依照訪问的先后顺序排序的话，则将e移到链表的末尾处。
public V get(Object key) {
Entry<K,V> e = (Entry<K,V>)getEntry(key);
if (e == null)
return null;
e.recordAccess(this);
return e.value;
} 先取得Entry。假设不为null，一样调用recordAccess方法，上面已经说得非常清楚，这里不在多解释了。7、最后说说LinkedHashMap是怎样实现LRU的。
首先。当accessOrder为true时。才会开启按訪问顺序排序的模式，才干用来实现LRU算法。我们能够看到，不管是put方法还是get方法，都会导致目标Entry成为近期訪问的Entry，因此便把该Entry加入到了双向链表的末尾（get方法通过调用recordAccess方法来实现。put方法在覆盖已有key的情况下，也是通过调用recordAccess方法来实现，在插入新的Entry时，则是通过createEntry中的addBefore方法来实现），这样便把近期使用了的Entry放入到了双向链表的后面。多次操作后，双向链表前面的Entry便是近期没有使用的，这样当节点个数满的时候，删除的最前面的Entry(head后面的那个Entry)便是近期最少使用的Entry。
【Java集合源代码剖析】LinkedHashmap源代码剖析
标签：存在 contains 效率 null ade rgb 头部 head methods
原文地址：http://www.cnblogs.com/zsychanpin/p/6863184.html
