JDK源码系列-LinkedHashMap实现原理

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前言

为什么有了HashMap还需要LinkedHashMap，因为HashMap是通过hash的方式进行插入元素，所以迭代的时候并不是插入的顺序，有些场景下我们需要实现一个有序的Map，就比如LRU缓存策略，这个时候就可以使用LinkedHashMap，它内部维护了一个双向链表，能根据元素的访问顺序遍历或根据元素的插入顺序遍历。

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1、 LinkedHashMap原理剖析

1.1、LinkedHashMap基本结构

1. LinkedHashMap相当于HashMap+LinkedList，这里它继承了HashMap所以拥有HashMap的所有特性。

1. 这里可以看出来它内部维护了一个双向链表，这里定义链表的头尾节点。
2. accessOrder定义了访问顺序，true表示最近最少使用次序，false示插入顺序。

1.2、LinkedHashMap构造方法解析

1. 这里可以看到这些重载的构造方法都是会调用父类也就是HashMap的构造方法来进行初始化
2. 这里默认的都采用插入顺序来维持取出键值对的次序。

1.3、LinkedHashMap元素结构解析

这里发现LinkedHashMap中的元素成Entry，继承自HashMap的Node，在其之上扩展出前后指针，用于双向链表存储所有的指针，而HashMap中的Node的next指针是用于桶中的链表。

1.4、LinkedHashMap常用方法解析

1.4.1、afterNodeInsertion(boolean evict)方法

插入元素会调用hashMap的put方法来进行插入的，在元素插入完成会HashMap会调用afterNodeInsertion方法，就调用到LinkedHashMap中具体的实现了。
在这个方法中会做元素的驱逐，步骤如下：

1. 如果evict为true，并且头节点不为空么，并且removeEldestEntry(默认是false，可以覆写)返回true表示驱逐最老的元素，那么就会调用HashMap#removeNode把这个节点删除。
2. 移除之后会调用afterNodeRemoval，会调用到LinkedHashMap中具体的实现，会做双线链表的移除。

1.4.2、afterNodeRemoval(Node<K, V> e)方法

这个方法会在节点被删除后调用，会在双向链表中解除被删除节点的链接关系。

1.4.3、afterNodeAccess(Node<K, V> e)方法

会在节点被访问后调用，在HashMap的put和get方法之后都会调用这个方法，这个方法的逻辑如下：

1. 判断accessOrder是不是为true，为true则把被调用的节点移动到双向链表的尾部，尾部就是最新访问的元素(按照插入顺序遍历则不需要做元素的移动)。

1.4.4、利用LinkedHashMap实现LRU缓存。

这里看到我们非常简单就可以实现一个LRU，只需要重写removeEldestEntry方法，来判断需要在什么时候做元素的驱逐即可。

总结

这里发现LinkedHashMap的实现非常简单，都是通过HashMap中留下的钩子函数来实现扩展逻辑，不需要再重写put，get方法了，所以在做代码的设计上一定要预留足够的扩展点，以方便后续的功能扩展。