简介
LinkedHashMap内部维护了一个双向链表，能保证元素按插入的顺序访问，也能以访问顺序访问，所以可以用来实现LRU缓存策略。
继承体系
可知该集合继承了HashMap，拥有HashMap的部分特性。又有链表的有序
数据结构
源码解析
1.属性
//存放头节点
transient LinkedHashMap.Entry<K,V> head;
//存放尾节点
transient LinkedHashMap.Entry<K,V> tail;
//访问顺序ture为访问顺序false为插入顺序
final boolean accessOrder;
2.构造方法
LinkedHashMap()
public LinkedHashMap() {
//设置默认访问因子，同HashMap，为0.75。默认容量16
super();
//表示按插入顺序排序
accessOrder = false;
}
LinkedHashMap(int initialCapacity)
// 构造一个空的按插入顺序排序的 LinkedHashMap 实例，初始容量为 initialCapacity 的二次幂取整的值 和负载因子（0.75）。
public LinkedHashMap(int initialCapacity) {
super(initialCapacity);
accessOrder = false;
}
LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor)
//通过给定的数值构造一个LinkedHashMap对象
public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
super(initialCapacity, loadFactor);
accessOrder = false;
LinkedHashMap(Map<? extends K, ? extends V> m)
public LinkedHashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
super();
accessOrder = false;
putMapEntries(m, false);
}
LinkedHashMap(int initialCapacity,float loadFactor,boolean accessOrder)
// 该构造方法accessOrder从构造方法参数传入，如果传入true，则就实现了按访问顺序存储元素，这也是实现LRU缓存策略的关键。
public LinkedHashMap(int initialCapacity,
float loadFactor,
boolean accessOrder) {
super(initialCapacity, loadFactor);
this.accessOrder = accessOrder;
}
3.添加元素及删除元素
上图为LinkwdHashMap的内部方法，可以看到没有相应的put及remove方法。而LinkedHashMap又是继承自HashMap，故可以推测出LinkedHashMap的调用了HashMap中的对应方法。
putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,boolean evict)
//位于HashMap中
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
/*代码省略*/
afterNodeAccess(e);
/*代码省略*/
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
在HashMap的putVal方法中有以上两个方法没有具体实现，是给其具体继承类来实现。故在LinkedHashMap中：
void afterNodeAccess(Node<K,V> e) { // move node to last
LinkedHashMap.Entry<K,V> last;
//如果默认排序方式按访问来排序，且被访问节点不是尾节点
if (accessOrder && (last = tail) != e) {
LinkedHashMap.Entry<K,V> p =
(LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;
//把p节点从双向链表中移除
p.after = null;
if (b == null)
head = a;
else
b.after = a;
if (a != null)
a.before = b;
else
last = b;
//把p头节点链表末尾
if (last == null)
head = p;
else {
p.before = last;
last.after = p;
}
tail = p;
++modCount;
}
}
void afterNodeInsertion(boolean evict) { // possibly remove eldest
LinkedHashMap.Entry<K,V> first;
// 如果evict为true，且头节点不为空，且确定移除最老的元素，那么就调用HashMap.removeNode()把双向链表的头节点移除
if (evict && (first = head) != null && removeEldestEntry(first)) {
K key = first.key;
removeNode(hash(key), key, null, false, true);
}
}
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) {
return false;
}
// 这里调用的是 HashMap 中的方法删除，已在 HashMap 中分析过
final Node<K,V> removeNode(int hash, Object key, Object value,
boolean matchValue, boolean movable) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, index;
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
Node<K,V> node = null, e; K k; V v;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
node = p;
else if ((e = p.next) != null) {
if (p instanceof TreeNode)
node = ((TreeNode<K,V>)p).getTreeNode(hash, key);
else {
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key ||
(key != null && key.equals(k)))) {
node = e;
break;
}
p = e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value ||
(value != null && value.equals(v)))) {
if (node instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)node).removeTreeNode(this, tab, movable);
else if (node == p)
tab[index] = node.next;
else
p.next = node.next;
++modCount;
--size;
// 调用删除节点后的方法
afterNodeRemoval(node);
return node;
}
}
return null;
}
//e节点从链中被删除
void afterNodeRemoval(Node<K,V> e) { // unlink
LinkedHashMap.Entry<K,V> p =
(LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;
p.before = p.after = null;
if (b == null)
head = a;
else
b.after = a;
if (a == null)
tail = b;
else
a.before = b;
}
4.获取元素
public V get(Object key) {
Node<K,V> e;
if ((e = getNode(hash(key), key)) == null)
return null;
if (accessOrder)
afterNodeAccess(e);
return e.value;
}
如果元素存在且内部按照访问顺序排序，则在排序后返回value，否则直接返回
总结
- LinkedHashMap继承自HashMap，具有HashMap的所有特性；
- LinkedHashMap内部维护了一个双向链表存储所有的元素；
- 如果accessOrder为false，则可以按插入元素的顺序遍历元素；
- 如果accessOrder为true，则可以按访问元素的顺序遍历元素；
- LinkedHashMap的实现非常精妙，很多方法都是在HashMap中留的钩子（Hook），直接实现这些Hook就可以实现对应的功能了，并不需要再重写put()等方法；
- 默认的LinkedHashMap并不会移除旧元素，如果需要移除旧元素，则需要重写removeEldestEntry()方法设定移除策略；
- LinkedHashMap可以用来实现LRU缓存淘汰策略
LinkedHashMap如何实现LRU缓存淘汰策略呢？
LRU，Least Recently Used，最近最少使用，也就是优先淘汰最近最少使用的元素。
如果使用LinkedHashMap，我们把accessOrder设置为true是不是就差不多能实现这个策略了呢？答案是肯定的。请看下面的代码：
public class LRUDemo {
public static void main(String[] args) {
LRU lru = new LRU(3);
lru.put("1","a");
lru.put("2","b");
lru.put("3","c");
System.out.println(lru.entrySet());
lru.get("3");
lru.get("3");
lru.get("3");
System.out.println(lru.entrySet());
lru.put("4","d");
System.out.println(lru.entrySet());
}
}
class LRU extends LinkedHashMap{
private int capacity;
public LRU(int capacity){
//此处一定要默认为true，true才是按访问顺序排序
super(capacity,0.75f,true);
this.capacity = capacity;
}
@Override
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) {
return size()>this.capacity;
}
}
运行结果：
[1=a, 2=b, 3=c]
[1=a, 2=b, 3=c]
[2=b, 3=c, 4=d]