java集合详解 - LinkedHashMap详解

LinkedHashMap 是 Java 集合框架中的一个重要类，它继承自 HashMap，并在其基础上 维护了一个双向链表来记录元素的插入顺序或访问顺序。这使得它既能像 HashMap 一样高效，又能保持可预测的迭代顺序。

LinkedHashMap 的特点

特性	说明
键唯一性	不允许重复键（基于 equals() 和 hashCode()）
有序性	默认维护 插入顺序，也可设置为 访问顺序（LRU）
允许 null	可以存储 null 键和 null 值
非线程安全	多线程环境下需要外部同步
底层实现	HashMap + 双向链表（记录顺序）
性能	查询、插入、删除 平均 O(1)

注意事项

1. 线程不安全

   • 多线程环境下应使用 Collections.synchronizedMap 包装：

     Map<String, Integer> syncMap = Collections.synchronizedMap(new LinkedHashMap<>());

   • 或使用 ConcurrentHashMap（但不保证顺序）。

2. LRU 缓存实现

   • 通过 accessOrder=true + removeEldestEntry 可轻松实现 LRU 缓存。

3. 内存占用

   • 比 HashMap 占用更多内存（因维护双向链表）。

4. 迭代性能

   • 遍历比 HashMap 更快（直接按链表顺序访问，无需处理哈希桶）。

典型应用场景

• 需要保持插入顺序的键值对存储（如配置项加载）。

• LRU 缓存（最近最少使用算法）。

• 需要按顺序处理的场景（如日志记录、事件队列）。

• LinkedHashMap 是 HashMap 的增强版，通过双向链表维护顺序，适用于需要有序键值对的场景。它既保留了 HashMap 的高效性，又提供了可预测的迭代顺序，是 Java 集合框架中非常实用的数据结构。

底层实现

 LinkedHashMap 在 HashMap 的基础上扩展

• 双向链表的作用：

  • 记录元素的插入顺序（默认）或访问顺序（LRU）。

  • 遍历时按链表顺序输出，而非 HashMap 的随机顺序。

public class LinkedHashMap<K,V> extends HashMap<K,V> {
    // 双向链表的头节点
    transient LinkedHashMap.Entry<K,V> head;
    // 双向链表的尾节点
    transient LinkedHashMap.Entry<K,V> tail;
    // 是否按访问顺序排序（true=LRU模式，false=插入顺序）
    final boolean accessOrder;
}

static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
    Entry<K,V> before, after; // 双向链表的前驱和后继指针
    Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
        super(hash, key, value, next);
    }
}

核心方法 

除了继承 HashMap 的方法外，LinkedHashMap 还扩展了以下功能：

方法	说明
get(Object key)	获取值，若 accessOrder=true 会将该键移到链表末尾（LRU）
removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest)	钩子方法，可用于实现 LRU 缓存（返回 true 时删除最旧条目）

使用示例

示例 1：基本使用（插入顺序）

LinkedHashMap<String, Integer> map = new LinkedHashMap<>();
map.put("Apple", 1);
map.put("Banana", 2);
map.put("Orange", 3);

// 遍历顺序与插入顺序一致
for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
    System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
}
// 输出顺序：Apple → Banana → Orange

示例 2：LRU 缓存（访问顺序） 

// 设置 accessOrder=true，启用 LRU 模式
LinkedHashMap<String, Integer> lruCache = new LinkedHashMap<>(16, 0.75f, true) {
    @Override
    protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<String, Integer> eldest) {
        return size() > 3; // 缓存容量为 3，超出时删除最久未访问的条目
    }
};

lruCache.put("A", 1);
lruCache.put("B", 2);
lruCache.put("C", 3);

lruCache.get("A"); // 访问 A，将其移到链表末尾
lruCache.put("D", 4); // 超出容量，删除最旧的 B

System.out.println(lruCache); // 输出：{C=3, A=1, D=4}

 与 HashMap、TreeMap 对比

特性	LinkedHashMap	HashMap	TreeMap
底层实现	HashMap + 双向链表	哈希表	红黑树
顺序	插入顺序 或 访问顺序（LRU）	无序	键的自然排序/自定义排序
查询性能	O(1)	O(1)	O(log n)
插入/删除性能	O(1)	O(1)	O(log n)
允许 null	允许 null 键和值	允许	键不能为 null（除非自定义比较器）
线程安全	否	否	否

如何选择？

• 需要 键值对 + 插入顺序/访问顺序 → LinkedHashMap

• 只需要 键值对，不关心顺序 → HashMap

• 需要 键值对 + 排序 → TreeMap

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