【集合框架】JDK1.8源码分析之LinkedList（七）

一、前言

　　在分析了ArrayList了之后，紧接着必须要分析它的同胞兄弟：LinkedList，LinkedList与ArrayList在底层的实现上有所不同，其实，只要我们有数据结构的基础，在分析源码的时候就会很简单，下面进入正题，LinkedList源码分析。

二、LinkedList数据结构

　　还是老规矩，先抓住LinkedList的核心部分：数据结构，其数据结构如下

　　说明：如上图所示，LinkedList底层使用的双向链表结构，有一个头结点和一个尾结点，双向链表意味着我们可以从头开始正向遍历，或者是从尾开始逆向遍历，并且可以针对头部和尾部进行相应的操作。

三、LinkedList源码分析

　　3.1 类的继承关系　

public class LinkedList<E>
    extends AbstractSequentialList<E>
    implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable

　　说明：LinkedList的类继承结构很有意思，我们着重要看是Deque接口，Deque接口表示是一个双端队列，那么也意味着LinkedList是双端队列的一种实现，所以，基于双端队列的操作在LinkedList中全部有效。

　　3.2 类的内部类　

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　　说明：内部类Node就是实际的结点，用于存放实际元素的地方。

　　3.3 类的属性　　

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　　说明：LinkedList的属性非常简单，一个头结点、一个尾结点、一个表示链表中实际元素个数的变量。注意，头结点、尾结点都有transient关键字修饰，这也意味着在序列化时该域是不会序列化的。

　　3.4 类的构造函数

　　1. LinkedList()型构造函数　

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　　2. LinkedList(Collection<? extends E>)型构造函数　　

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　　说明：会调用无参构造函数，并且会把集合中所有的元素添加到LinkedList中。

　　3.5 核心函数分析

　　1. add函数　

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　　说明：add函数用于向LinkedList中添加一个元素，并且添加到链表尾部。具体添加到尾部的逻辑是由linkLast函数完成的。

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　　说明：对于添加一个元素至链表中会调用add方法 -> linkLast方法。

　　对于添加元素的情况我们使用如下示例进行说明

　　示例一代码如下（只展示了核心代码）　

List<Integer> lists = new LinkedList<Integer>();
lists.add(5);
lists.add(6);

　　说明：首先调用无参构造函数，之后添加元素5，之后再添加元素6。具体的示意图如下：

　　说明：上图的表明了在执行每一条语句后，链表对应的状态。

　　2. addAll函数

　　addAll有两个重载函数，addAll(Collection<? extends E>)型和addAll(int, Collection<? extends E>)型，我们平时习惯调用的addAll(Collection<? extends E>)型会转化为addAll(int, Collection<? extends E>)型，所以我们着重分析此函数即可。　

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　　说明：参数中的index表示在索引下标为index的结点（实际上是第index + 1个结点）的前面插入。在addAll函数中，addAll函数中还会调用到node函数，get函数也会调用到node函数，此函数是根据索引下标找到该结点并返回，具体代码如下

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　　说明：在根据索引查找结点时，会有一个小优化，结点在前半段则从头开始遍历，在后半段则从尾开始遍历，这样就保证了只需要遍历最多一半结点就可以找到指定索引的结点。

　　下面通过示例来更深入了解调用addAll函数后的链表状态。　　

List<Integer> lists = new LinkedList<Integer>();
lists.add(5);
lists.addAll(0, Arrays.asList(2, 3, 4, 5));

　　上述代码内部的链表结构如下：

　　3. unlink函数

　　在调用remove移除结点时，会调用到unlink函数，unlink函数具体如下：　　

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　　说明：将指定的结点从链表中断开，不再累赘。

四、针对LinkedList的思考

　　1. 对addAll函数的思考

　　在addAll函数中，传入一个集合参数和插入位置，然后将集合转化为数组，然后再遍历数组，挨个添加数组的元素，但是问题来了，为什么要先转化为数组再进行遍历，而不是直接遍历集合呢？从效果上两者是完全等价的，都可以达到遍历的效果。关于为什么要转化为数组的问题，我的思考如下：1. 如果直接遍历集合的话，那么在遍历过程中需要插入元素，在堆上分配内存空间，修改指针域，这个过程中就会一直占用着这个集合，考虑正确同步的话，其他线程只能一直等待。2. 如果转化为数组，只需要遍历集合，而遍历集合过程中不需要额外的操作，所以占用的时间相对是较短的，这样就利于其他线程尽快的使用这个集合。说白了，就是有利于提高多线程访问该集合的效率，尽可能短时间的阻塞。

五、总结

　　分析完了LinkedList源码，其实很简单，值得注意的是LinkedList可以作为双端队列使用，这也是队列结构在Java中一种实现，当需要使用队列结构时，可以考虑LinkedList。谢谢各位园友观看~