LinkedHashMap-优快云博客

本文详细介绍了Java中LinkedHashMap的实现原理及其特性，包括迭代顺序、访问顺序、插入顺序等概念，并探讨了如何通过重写removeEldestEntry方法实现LRU缓存。

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publicclassLinkedHashMap<K,V>
extendsHashMap<K,V>
implementsMap<K,V>
LinkedHashMap是Map接口的哈希表和链接列表实现，具有可预知的迭代顺序。 此实现与HashMap的不同之处在于，后者维护着一个运行于所有条目的双重链接列表。 此链接列表定义了迭代顺序，该迭代顺序通常就是将键插入到映射中的顺序（插入顺序）。 注意，如果在映射中重新插入键，则插入顺序不受影响。 （如果在调用m.put(k,v)前m.containsKey(k)返回了true，则调用时会将键k重新插入到映射m中。） 此实现可以让客户避免未指定的、由HashMap（及Hashtable）所提供的通常为杂乱无章的排序工作， 同时无需增加与TreeMap相关的成本。使用它可以生成一个与原来顺序相同的映射副本，而与原映射的实现无关： voidfoo(Mapm){ Mapcopy=newLinkedHashMap(m); ... } 如果模块通过输入得到一个映射，复制这个映射， 然后返回由此副本确定其顺序的结果，这种情况下这项技术特别有用。（客户通常期望返回的内容与其出现的顺序相同。） 提供特殊的构造方法来创建链接哈希映射，该哈希映射的迭代顺序就是最后访问其条目的顺序， 从近期访问最少到近期访问最多的顺序（访问顺序）。这种映射很适合构建LRU缓存。 调用put或get方法将会访问相应的条目（假定调用完成后它还存在）。 putAll方法以指定映射的条目集合迭代器提供的键-值映射关系的顺序，为指定映射的每个映射关系生成一个条目访问。 任何其他方法均不生成条目访问。特别是，collection视图上的操作不影响底层映射的迭代顺序。 此类提供所有可选的Map操作，并且允许null元素。与HashMap一样，它可以为基本操作（add、contains和remove）提供稳定的性能， 假定哈希函数将元素正确分布到桶中。由于增加了维护链接列表的开支，其性能很可能比HashMap稍逊一筹，不过这一点例外： LinkedHashMap的collection视图迭代所需时间与映射的大小成比例。HashMap迭代时间很可能开支较大，因为它所需要的时间与其容量成比例。 链接的哈希映射具有两个影响其性能的参数：初始容量和加载因子。它们的定义与HashMap极其相似。 要注意，为初始容量选择非常高的值对此类的影响比对HashMap要小，因为此类的迭代时间不受容量的影响。 注意，此实现不是同步的。如果多个线程同时访问链接的哈希映射，而其中至少一个线程从结构上修改了该映射， 则它必须保持外部同步。这一般通过对自然封装该映射的对象进行同步操作来完成。 如果不存在这样的对象，则应该使用Collections.synchronizedMap方法来“包装”该映射。 最好在创建时完成这一操作，以防止意外的非同步访问： Mapm=Collections.synchronizedMap(newLinkedHashMap(...)); 结构修改是指添加或删除一个或多个映射关系，或者在按访问顺序链接的哈希映射中影响迭代顺序的任何操作。 在按插入顺序链接的哈希映射中，仅更改与映射中已包含键关联的值不是结构修改。 在按访问顺序链接的哈希映射中，仅利用get查询映射不是结构修改。） Collection（由此类的所有collection视图方法所返回）的iterator方法返回的迭代器都是快速失败的： 在迭代器创建之后，如果从结构上对映射进行修改，除非通过迭代器自身的移除方法，其他任何时间任何方式的修改， 迭代器都将抛出ConcurrentModificationException。因此，面对并发的修改，迭代器很快就会完全失败， 而不冒将来不确定的时间任意发生不确定行为的风险。 注意，迭代器的快速失败行为无法得到保证，因为一般来说，不可能对是否出现不同步并发修改做出任何硬性保证。 快速失败迭代器会尽最大努力抛出ConcurrentModificationException。因此，编写依赖于此异常的程序的方式是错误的， 正确做法是：迭代器的快速失败行为应该仅用于检测程序错误。 注意1：该实现不是同步的，不是线程安全的。 注意2：关于哈希映射的概念初始容量和加载因子可参阅《<a title="阅读全文" target="_blank" href="http://hubingforever.blog.163.com/blog/static/17104057920107624957373/" style="color:rgb(207,121,28); line-height:25px; text-decoration:none">HashMap</a>》
注意3：publicLinkedHashMap(intinitialCapacity,floatloadFactor,booleanaccessOrder) 构造一个带指定初始容量、加载因子和排序模式的空LinkedHashMap实例。 参数： initialCapacity-初始容量。 loadFactor-加载因子。 accessOrder-排序模式-对于访问顺序，为true；对于插入顺序，则为false。 这里的“访问”包含了get(),put(). 注意4:如果重复插入一个元素。则后面一个会覆盖前面一个。 对于按照插入顺序（accessOrder为false）来排序的，是以前面一个插入顺序为准。 可以参照实例2。 可以重写removeEldestEntry(Map.Entry)方法，以便在将新映射关系添加到映射时自动移除旧的映射关系。 protectedbooleanremoveEldestEntry(Map.Entry<K,V>eldest) 此方法用以提供在每次添加新条目时移除最旧条目的策略。如果需要删除此时最旧的条目，则返回true。在将新条目插入到映射后， put和putAll将调用此方法。如果映射表示缓存，则此方法非常有用： 它允许映射通过删除旧条目来减少内存损耗。 示例用法：此重写允许映射增加到100个条目，然后每次添加新条目时删除最旧的条目， 始终维持100个条目的稳定状态。 privatestaticfinalintMAX_ENTRIES=100; protectedbooleanremoveEldestEntry(Map.Entryeldest){ returnsize()>MAX_ENTRIES; } 此方法通常不以任何方式修改映射，相反允许映射在其返回值的指引下进行自我修改。 使用此方法直接修改映射是允许的，但是如果它执行了此操作，则一定返回false（表示该映射不应进行任何进一步的修改）。 在此方法中修改映射后是否返回true是不确定的。 此实现仅返回false（这样，此映射的行为将类似于正常映射，即永远不能移除最旧的元素）。 removeEldestEntry的目的主要是提供接口。 在JDK中1.6中的源码如下 protectedbooleanremoveEldestEntry(Map.Entry<K,V>eldest){ returnfalse; } voidaddEntry(inthash,Kkey,Vvalue,intbucketIndex){ createEntry(hash,key,value,bucketIndex); //Removeeldestentryifinstructed,elsegrowcapacityifappropriate Entry<K,V>eldest=header.after; if(removeEldestEntry(eldest)){ removeEntryForKey(eldest.key); }else{ if(size>=threshold) resize(2*table.length); } } 实例1： importjava.util.LinkedHashMap; importjava.util.Map; importjava.util.Random; importjava.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue; publicclassTest{ /** *@paramargs */ publicstaticvoidmain(String[]args){ ConcurrentLinkedQueue<Integer>queue=newConcurrentLinkedQueue<Integer>(); //TODOAuto-generatedmethodstub for(inti=0;i<1;i++) newThread(newThreadProducer(queue)).start(); for(inti=0;i<1;i++) newThread(newThreadConsumer(queue)).start(); } } classCacheLRU<K,V>extendsLinkedHashMap<K,V> { privatestaticfinalintMAX_ENTRIES=800; protectedbooleanremoveEldestEntry(Map.Entry<K,V>eldest){ returnsize()>MAX_ENTRIES; } } classImage { byte[]data; Image(byteindexData[]) { data=newbyte[indexData.length*4]; } } classThreadProducerimplementsRunnable { ThreadProducer(ConcurrentLinkedQueue<Integer>queue) { this.queue=queue; blRun=true; } ConcurrentLinkedQueue<Integer>queue; staticintcnt=0; staticbooleanblRun=true; publicvoidrun() { intval=0; Randomrandom=newRandom(System.currentTimeMillis()); while(blRun) { cnt=(cnt+1)&0xFFFFFFFF; try{ val=random.nextInt()%1000; if(val<0) val=-val; if(cnt>10000) { val=-1; blRun=false; } queue.add(newInteger(val)); Thread.sleep(1); }catch(InterruptedExceptione) { e.printStackTrace(); } } } } classThreadConsumerimplementsRunnable { LinkedHashMap<Integer,Image>cache=newCacheLRU<Integer,Image>(); ConcurrentLinkedQueue<Integer>queue; staticintcacheSuccessCount=0; staticintallCount=0; staticbooleanblRun=true; ThreadConsumer(ConcurrentLinkedQueue<Integer>queue) { this.queue=queue; blRun=true; } publicvoidrun() { Integerkey; Imageimg; while(blRun) { try{ if(!queue.isEmpty()) { key=queue.poll(); if(key.intValue()==-1) { blRun=false; break; } System.out.println("readimage"+key); img=cache.get(key); if(img==null) { byteimgIndexData[]=newbyte[10]; img=newImage(imgIndexData); System.out.println("loadimage"); cache.put(key,img); } else { System.out.println("usethecacheimage"); cacheSuccessCount++; } allCount++; } Thread.sleep(1); }catch(InterruptedExceptione) { e.printStackTrace(); } } System.out.println("cachesize:"+cache.size()); System.out.println("total:"+allCount+"successcount:"+cacheSuccessCount); System.out.println("successrate:"+cacheSuccessCount*100/allCount); } } 实例2： importjava.util.LinkedHashMap; importjava.util.Map; importjava.util.Random; importjava.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue; publicclassTest{ /** *@paramargs */ publicstaticvoidmain(String[]args){ LinkedHashMap<Integer,People>map=newLinkedHashMap<Integer,People>(16,(float)0.75,false); Peoplep1=newPeople("robin",1,28); Peoplep2=newPeople("robin",2,29); Peoplep3=newPeople("harry",3,30); map.put(newInteger(100),p1); map.put(newInteger(1),p3); map.put(newInteger(2),null); map.put(newInteger(100),p2); for(Peoplep:map.values()) { System.out.println("people:"+p); } } } classPeople{ Stringname; intid; intage; publicPeople(Stringname,intid) { this(name,id,0); } publicPeople(Stringname,intid,intage) { this.name=name; this.id=id; this.age=age; } publicStringtoString() { returnid+name+age; } publicbooleanequals(Objecto) { if(o==null) returnfalse; if(!(oinstanceofPeople)) returnfalse; Peoplep=(People)o; booleanres=name.equals(p.name); if(res) System.out.println("name"+name+"isdouble"); else System.out.println(name+"vS"+p.name); returnres; } publicinthashCode() { returnname.hashCode(); } }