总体介绍

如果你已看过前面关于HashSet和HashMap，以及TreeSet和TreeMap的讲解，一定能够想到本文将要讲解的LinkedHashSet和LinkedHashMap其实也是一回事。LinkedHashSet和LinkedHashMap在Java里也有着相同的实现，前者仅仅是对后者做了一层包装，也就是说LinkedHashSet里面有一个LinkedHashMap（适配器模式）。因此本文将重点分析LinkedHashMap。

LinkedHashMap实现了Map接口，即允许放入key为null的元素，也允许插入value为null的元素。从名字上可以看出该容器是linked list和HashMap的混合体，也就是说它同时满足HashMap和linked list的某些特性。可将LinkedHashMap看作采用linked list增强的HashMap。

事实上LinkedHashMap是HashMap的直接子类，二者唯一的区别是LinkedHashMap在HashMap的基础上，采用双向链表（doubly-linked list）的形式将所有entry连接起来，这样是为保证元素的迭代顺序跟插入顺序相同。上图给出了LinkedHashMap的结构图，主体部分跟HashMap完全一样，多了header指向双向链表的头部（是一个哑元），该双向链表的迭代顺序就是entry的插入顺序。

除了可以保迭代历顺序，这种结构还有一个好处：迭代LinkedHashMap时不需要像HashMap那样遍历整个table，而只需要直接遍历header指向的双向链表即可，也就是说LinkedHashMap的迭代时间就只跟entry的个数相关，而跟table的大小无关。

有两个参数可以影响LinkedHashMap的性能：初始容量（inital capacity）和负载系数（load factor）。初始容量指定了初始table的大小，负载系数用来指定自动扩容的临界值。当entry的数量超过capacity*load_factor时，容器将自动扩容并重新哈希。对于插入元素较多的场景，将初始容量设大可以减少重新哈希的次数。

将对象放入到LinkedHashMap或LinkedHashSet中时，有两个方法需要特别关心：hashCode()和equals()。hashCode()方法决定了对象会被放到哪个bucket里，当多个对象的哈希值冲突时，equals()方法决定了这些对象是否是“同一个对象”。所以，如果要将自定义的对象放入到LinkedHashMap或LinkedHashSet中，需要*@Override*hashCode()和equals()方法。

通过如下方式可以得到一个跟源Map 迭代顺序一样的LinkedHashMap：

void foo ( Map m ) {

Map copy = new LinkedHashMap ( m ) ;

. . .

}

出于性能原因，LinkedHashMap是非同步的（not synchronized），如果需要在多线程环境使用，需要程序员手动同步；或者通过如下方式将LinkedHashMap包装成（wrapped）同步的：

Map m = Collections.synchronizedMap(new LinkedHashMap(...));

方法剖析

get()

get(Object key)方法根据指定的key值返回对应的value。该方法跟HashMap.get()方法的流程几乎完全一样，读者可自行参考前文，这里不再赘述。

put()

put(K key, V value)方法是将指定的key, value对添加到map里。该方法首先会对map做一次查找，看是否包含该元组，如果已经包含则直接返回，查找过程类似于get()方法；如果没有找到，则会通过addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex)方法插入新的entry。

注意，这里的插入有两重含义：

从table的角度看，新的entry需要插入到对应的bucket里，当有哈希冲突时，采用头插法将新的entry插入到冲突链表的头部。

从header的角度看，新的entry需要插入到双向链表的尾部。

addEntry()代码如下：

// LinkedHashMap.addEntry()

void addEntry ( int hash , K key , V value , int bucketIndex ) {

if ( ( size >= threshold ) && ( null != table [ bucketIndex ] ) ) {

resize ( 2 * table . length ) ; // 自动扩容，并重新哈希

hash = ( null != key ) ? hash ( key ) : 0 ;

bucketIndex = hash & ( table . length - 1 ) ; // hash%table.length

}

// 1.在冲突链表头部插入新的entry

HashMap . Entry < K , V > old = table [ bucketIndex ] ;

Entry < K , V > e = new Entry <> ( hash , key , value , old ) ;

table [ bucketIndex ] = e ;

// 2.在双向链表的尾部插入新的entry

e . addBefore ( header ) ;

size ++ ;

}

上述代码中用到了addBefore()方法将新entry e插入到双向链表头引用header的前面，这样e就成为双向链表中的最后一个元素。addBefore()的代码如下：

// LinkedHashMap.Entry.addBefor()，将this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 ;

}

上述代码只是简单修改相关entry的引用而已。

remove()

remove(Object key)的作用是删除key值对应的entry，该方法的具体逻辑是在removeEntryForKey(Object key)里实现的。removeEntryForKey()方法会首先找到key值对应的entry，然后删除该entry（修改链表的相应引用）。查找过程跟get()方法类似。

注意，这里的删除也有两重含义：

从table的角度看，需要将该entry从对应的bucket里删除，如果对应的冲突链表不空，需要修改冲突链表的相应引用。

从header的角度来看，需要将该entry从双向链表中删除，同时修改链表中前面以及后面元素的相应引用。

removeEntryForKey()对应的代码如下：

// LinkedHashMap.removeEntryForKey()，删除key值对应的entry

final Entry < K , V > removeEntryForKey ( Object key ) {

. . . . . .

int hash = ( key == null ) ? 0 : hash ( key ) ;

int i = indexFor ( hash , table . length ) ; // hash&(table.length-1)

Entry < K , V > prev = table [ i ] ; // 得到冲突链表

Entry < K , V > e = prev ;

while ( e != null ) { // 遍历冲突链表

Entry < K , V > next = e . next ;

Object k ;

if ( e . hash == hash &&

( ( k = e . key ) == key || ( key != null && key . equals ( k ) ) ) ) { // 找到要删除的entry

modCount ++ ; size -- ;

// 1. 将e从对应bucket的冲突链表中删除

if ( prev == e ) table [ i ] = next ;

else prev . next = next ;

// 2. 将e从双向链表中删除

e . before . after = e . after ;

e . after . before = e . before ;

return e ;

}

prev = e ; e = next ;

}

return e ;

}

LinkedHashSet

前面已经说过LinkedHashSet是对LinkedHashMap的简单包装，对LinkedHashSet的函数调用都会转换成合适的LinkedHashMap方法，因此LinkedHashSet的实现非常简单，这里不再赘述。

public class LinkedHashSet < E >

extends HashSet < E >

implements Set < E > , Cloneable , java . io . Serializable {

. . . . . .

// LinkedHashSet里面有一个LinkedHashMap

public LinkedHashSet ( int initialCapacity , float loadFactor ) {

map = new LinkedHashMap <> ( initialCapacity , loadFactor ) ;

}

. . . . . .

public boolean add ( E e ) { //简单的方法转换

return map . put ( e , PRESENT ) == null ;

}

. . . . . .

}

http://blog.jobbole.com/101724/

Java集合框架源码剖析：LinkedHashSet 和 LinkedHashMap

总体介绍

方法剖析

get()

put()

remove()

LinkedHashSet

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