Java中LinkedHashMap 的底层原理是什么

本篇文章为大家展示了Java中LinkedHashMap 的底层原理是什么，内容简明扼要并且容易理解，绝对能使你眼前一亮，通过这篇文章的详细介绍希望你能有所收获。

默认情况下，LinkedHashMap的迭代顺序是按照插入节点的顺序。也可以通过改变accessOrder参数的值，使得其遍历顺序按照访问顺序输出。

这里我们只讨论LinkedHashMap和HashMap的不同之处，LinkedHashMap的其他操作和特性具体请参考HashMap

我们先来看下两者的区别：

import java.util.HashMap;import java.util.Iterator;import java.util.LinkedHashMap;import java.util.Map;public class Test04 {    public static void main(String[] args) {        Map<String, String> map = new LinkedHashMap<String, String>();        map.put("ahdjkf", "1");        map.put("ifjdj", "2");        map.put("giafdja", "3");        map.put("agad", "4");        map.put("ahdjkge", "5");        map.put("iegnj", "6");        System.out.println("LinkedHashMap的迭代顺序(accessOrder=false)：");        Iterator iterator = map.entrySet().iterator();        while (iterator.hasNext()) {            Map.Entry entry = (Map.Entry) iterator.next();            System.out.println(entry.geTKEy() + "=" + entry.getValue());        }        Map<String, String> map1 = new LinkedHashMap<String, String>(16,0.75f,true);        map1.put("ahdjkf", "1");        map1.put("ifjdj", "2");        map1.put("giafdja", "3");        map1.put("agad", "4");        map1.put("ahdjkge", "5");        map1.put("iegnj", "6");        map1.get("ahdjkf");        map1.get("ifjdj");        System.out.println("LinkedHashMap的迭代顺序(accessOrder=true)：");        Iterator iterator1 = map1.entrySet().iterator();        while (iterator1.hasNext()) {            Map.Entry entry = (Map.Entry) iterator1.next();            System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());        }        Map<String, String> map2 = new HashMap<>();        map2.put("ahdjkf", "1");        map2.put("ifjdj", "2");        map2.put("giafdja", "3");        map2.put("agad", "4");        map2.put("ahdjkge", "5");        map2.put("iegnj", "6");        System.out.println("HashMap的迭代顺序：");            Iterator iterator2 = map2.entrySet().iterator();        while (iterator2.hasNext()) {            Map.Entry aMap = (Map.Entry) iterator2.next();            System.out.println(aMap.getKey() + "=" + aMap.getValue());        }    }}Output：LinkedHashMap的迭代顺序(accessOrder=false)：ahdjkf=1ifjdj=2giafdja=3agad=4ahdjkge=5iegnj=6LinkedHashMap的迭代顺序(accessOrder=true)：giafdja=3agad=4ahdjkge=5iegnj=6ahdjkf=1ifjdj=2HashMap的迭代顺序：iegnj=6giafdja=3ifjdj=2agad=4ahdjkf=1ahdjkge=5

可以看到 LinkedHashMap在每次插入数据，访问、修改数据时都会调整链表的节点顺序。以决定迭代时输出的顺序。

下面我们来看LinkedHashMap具体是怎么实现的：

LinkedHashMap继承了HashMap，内部静态类Entry继承了HashMap的Entry，但是LinkedHashMap.Entry多了两个字段：before和after，before表示在本节点之前添加到LinkedHashMap的那个节点，after表示在本节点之后添加到LinkedHashMap的那个节点，这里的之前和之后指时间上的先后顺序。

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);    }}

同时类里有两个成员变量head和tail,分别指向内部双向链表的表头、表尾。

//双向链表的头结点transient LinkedHashMap.Entry<K,V> head;//双向链表的尾节点transient LinkedHashMap.Entry<K,V> tail;

将LinkedHashMap的accessOrder字段设置为true后，每次访问哈希表中的节点都将该节点移到链表的末尾，表示该节点是最新访问的节点。即循环双向链表的头部存放的是最久访问的节点或最先插入的节点，尾部为最近访问的或最近插入的节点。

由于增加了一个accessOrder属性，LinkedHashMap相对HashMap来说增加了一个构造方法用来控制迭代顺序。

final boolean accessOrder;public LinkedHashMap() {    super();    accessOrder = false;}//指定初始化时的容量，public LinkedHashMap(int initialCapacity) {    super(initialCapacity);    accessOrder = false;}//指定初始化时的容量，和扩容的加载因子public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {    super(initialCapacity, loadFactor);    accessOrder = false;}//指定初始化时的容量，和扩容的加载因子，以及迭代输出节点的顺序public LinkedHashMap(int initialCapacity,                     float loadFactor,                     boolean accessOrder) {    super(initialCapacity, loadFactor);    this.accessOrder = accessOrder;}//利用另一个Map 来构建public LinkedHashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {    super();    accessOrder = false;    //该方法上文分析过，批量插入一个map中的所有数据到 本集合中。    putMapEntries(m, false);}

添加元素

LinkedHashMap在添加元素的时候，依旧使用的是HashMap中的put方法。不同的是LinkedHashMap重写了newNode()方法在每次构建新节点时，通过linkNodeLast(p);将新节点链接在内部双向链表的尾部。

//将新增的节点，连接在链表的尾部private void linkNodeLast(LinkedHashMap.Entry<K,V> p) {    LinkedHashMap.Entry<K,V> last = tail;    tail = p;    //如果集合之前是空的    if (last == null)        head = p;    else {//将新节点连接在链表的尾部        p.before = last;        last.after = p;    }}

删除元素

LinkedHashMap并没有重写HashMap的remove()方法，但是他重写了afterNodeRemoval()方法，这个方法的作用是在删除一个节点时，同步将该节点从双向链表中删除。该方法将会在remove中被回调。

//在删除节点e时，同步将e从双向链表上删除void afterNodeRemoval(Node<K,V> e) { // unlink    LinkedHashMap.Entry<K,V> p =        (LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;    //将待删除节点 p 的前置后置节点都置空    p.before = p.after = null;    //如果前置节点是null，则说明现在的头结点应该是后置节点a    if (b == null)        head = a;    else//否则将前置节点b的后置节点指向a        b.after = a;    //同理如果后置节点时null ，则尾节点应是b    if (a == null)        tail = b;    else//否则更新后置节点a的前置节点为b        a.before = b;}

删除过程总的来说可以分为三步：

1. 根据 hash 定位到桶位置

2. 遍历链表或调用红黑树相关的删除方法

3. 回调afterNodeRemoval，从 LinkedHashMap 维护的双链表中移除要删除的节点
   

更新元素

// 清除节点时要将头尾节点一起清除 public void clear() {    super.clear();    head = tail = null;}

查找元素

LinkedHashMap重写了get()和getOrDefault()方法
默认情况下，LinkedHashMap是按插入顺序维护链表。不过如果我们在初始化 LinkedHashMap时，指定 accessOrder参数为 true，即可让它按访问顺序维护链表。访问顺序的原理是，当我们调用get/getOrDefault/replace等方法时，会将这些方法访问的节点移动到链表的尾部。

public V get(Object key) {    Node<K,V> e;    if ((e = getNode(hash(key), key)) == null)        return null;    if (accessOrder)  // 回调afterNodeAccess(Node<K,V> e)        afterNodeAccess(e);  // 将节点e移至双向链表的尾部（保证迭代顺序）    return e.value;}public V getOrDefault(Object key, V defaultValue) {   Node<K,V> e;   if ((e = getNode(hash(key), key)) == null)       return defaultValue;   if (accessOrder)       afterNodeAccess(e);    // 作用同上   return e.value;}void afterNodeAccess(Node<K,V> e) { // move node to last    LinkedHashMap.Entry<K,V> last;//原尾节点    //如果accessOrder 是true ，且原尾节点不等于e    if (accessOrder && (last = tail) != e) {        //节点e强转成双向链表节点p        LinkedHashMap.Entry<K,V> p =            (LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;        //p现在是尾节点， 后置节点一定是null        p.after = null;        //如果p的前置节点是null，则p以前是头结点，所以更新现在的头结点是p的后置节点a        if (b == null)            head = a;        else//否则更新p的前直接点b的后置节点为 a            b.after = a;        //如果p的后置节点不是null，则更新后置节点a的前置节点为b        if (a != null)            a.before = b;        else//如果原本p的后置节点是null，则p就是尾节点。 此时 更新last的引用为 p的前置节点b            last = b;        if (last == null) //原本尾节点是null  则，链表中就一个节点            head = p;        else {//否则 更新 当前节点p的前置节点为 原尾节点last， last的后置节点是p            p.before = last;            last.after = p;        }        //尾节点的引用赋值成p        tail = p;        //修改modCount。        ++modCount;    }}// 因为LinkedHashMap中维护了一个双向链表所以相对于HashMap中的双重循环遍历这个方法要优化很多LinkedHashMappublic boolean containsValue(Object value) {         for (LinkedHashMap.Entry<K,V> e = head; e != null; e = e.after) {   // 通过双向链表来遍历        V v = e.value;        if (v == value || (value != null && value.equals(v)))            return true;    }    return false;}HashMappublic boolean containsValue(Object value) {    Node<K,V>[] tab; V v;    if ((tab = table) != null && size > 0) {        for (int i = 0; i < tab.length; ++i) {            for (Node<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next) {                if ((v = e.value) == value ||                    (value != null && value.equals(v)))                    return true;            }        }    }    return false;}

其他方法

LinkedHashMap还有一个比较神奇的存在。

void afterNodeInsertion(boolean evict) { // possibly remove eldest    LinkedHashMap.Entry<K,V> first;    // 根据条件判断是否移除最近最少被访问的节点    if (evict && (first = head) != null && removeEldestEntry(first)) {        K key = first.key;        removeNode(hash(key), key, null, false, true);    }}// 移除最近最少被访问条件之一，通过覆盖此方法可实现不同策略的缓存protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) {    return false;}

上面的方法一般不会被执行，但是当我们基于 LinkedHashMap 实现缓存时，通过覆写removeEldestEntry方法可以实现自定义策略的 LRU 缓存。比如我们可以根据节点数量判断是否移除最近最少被访问的节点，或者根据节点的存活时间判断是否移除该节点等。

迭代器

public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {        Set<Map.Entry<K,V>> es;        //返回LinkedEntrySet        return (es = entrySet) == null ? (entrySet = new LinkedEntrySet()) : es;    }    final class LinkedEntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> {        public final Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {            return new LinkedEntryIterator();        }    }final class LinkedEntryIterator extends LinkedHashIterator        implements Iterator<Map.Entry<K,V>> {        public final Map.Entry<K,V> next() { return nextNode(); }    }    abstract class LinkedHashIterator {        //下一个节点        LinkedHashMap.Entry<K,V> next;        //当前节点        LinkedHashMap.Entry<K,V> current;        int expectedModCount;        LinkedHashIterator() {            //初始化时，next 为 LinkedHashMap内部维护的双向链表的扁头            next = head;            //记录当前modCount，以满足fail-fast            expectedModCount = modCount;            //当前节点为null            current = null;        }        //判断是否还有next        public final boolean hasNext() {            //就是判断next是否为null，默认next是head  表头            return next != null;        }        //nextNode() 就是迭代器里的next()方法 。        //该方法的实现可以看出，迭代LinkedHashMap，就是从内部维护的双链表的表头开始循环输出。        final LinkedHashMap.Entry<K,V> nextNode() {            //记录要返回的e。            LinkedHashMap.Entry<K,V> e = next;            //判断fail-fast            if (modCount != expectedModCount)                throw new ConcurrentModificationException();            //如果要返回的节点是null，异常            if (e == null)                throw new NoSuchElementException();            //更新当前节点为e            current = e;            //更新下一个节点是e的后置节点            next = e.after;            //返回e            return e;        }        //删除方法 最终还是调用了HashMap的removeNode方法        public final void remove() {            Node<K,V> p = current;            if (p == null)                throw new IllegalStateException();            if (modCount != expectedModCount)                throw new ConcurrentModificationException();            current = null;            K key = p.key;            removeNode(hash(key), key, null, false, false);            expectedModCount = modCount;        }    }

该方法的实现可以看出，迭代LinkedHashMap，就是从内部维护的双链表的表头开始循环输出。而双链表节点的顺序在LinkedHashMap的增、删、改、查时都会更新。以满足按照插入顺序输出，还是访问顺序输出。

常用的java框架有哪些

1.springMVC，spring WEB mvc是一种基于Java的实现了Web MVC设计模式的请求驱动类型的轻量级Web框架。2.shiro，Apache Shiro是Java的一个安全框架。3.mybatis，MyBatis 是支持普通 sql查询，存储过程和高级映射的优秀持久层框架。4.dubbo，Dubbo是一个分布式服务框架。5.Maven，Maven是个项目管理和构建自动化工具。6.RabbitMQ，RabbitMQ是用Erlang实现的一个高并发高可靠AMQP消息队列服务器。7.Ehcache，EhCache 是一个纯Java的进程内缓存框架。

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