java集合的底層原理(Map的底層原理(LinkedHashMap) 三)

LinkedHashMap繼承於HashMap

一、 LinkedHashMap使用與實現

先來一張LinkedHashMap的結構圖,不要虛,看完文章再來看這個圖,就秒懂了,先混個面熟:

 

LinkedHashMap結構.png

1.1 應用場景

HashMap是無序的,當我們希望有順序地去存儲key-value時,就需要使用LinkedHashMap了。

 

        Map<String, String> hashMap = new HashMap<String, String>();
        hashMap.put("name1", "josan1");
        hashMap.put("name2", "josan2");
        hashMap.put("name3", "josan3");
        Set<Entry<String, String>> set = hashMap.entrySet();
        Iterator<Entry<String, String>> iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()) {
            Entry entry = iterator.next();
            String key = (String) entry.getKey();
            String value = (String) entry.getValue();
            System.out.println("key:" + key + ",value:" + value);
        }

image.png

我們是按照xxx1、xxx2、xxx3的順序插入的,但是輸出結果並不是按照順序的。

同樣的數據,我們再試試LinkedHashMap

 

        Map<String, String> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();
        linkedHashMap.put("name1", "josan1");
        linkedHashMap.put("name2", "josan2");
        linkedHashMap.put("name3", "josan3");
        Set<Entry<String, String>> set = linkedHashMap.entrySet();
        Iterator<Entry<String, String>> iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()) {
            Entry entry = iterator.next();
            String key = (String) entry.getKey();
            String value = (String) entry.getValue();
            System.out.println("key:" + key + ",value:" + value);
        }

image.png

 

結果可知,LinkedHashMap是有序的,且默認爲插入順序。

1.2 簡單使用

跟HashMap一樣,它也是提供了key-value的存儲方式,並提供了put和get方法來進行數據存取。

 

        LinkedHashMap<String, String> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();
        linkedHashMap.put("name", "josan");
        String name = linkedHashMap.get("name");

1.3 定義

LinkedHashMap繼承了HashMap,所以它們有很多相似的地方。

 

public class LinkedHashMap<K,V>
    extends HashMap<K,V>
    implements Map<K,V>
{

1.4 構造方法

image.png

 

LinkedHashMap提供了多個構造方法,我們先看空參的構造方法。

 

    public LinkedHashMap() {
        // 調用HashMap的構造方法,其實就是初始化Entry[] table
        super();
        // 這裏是指是否基於訪問排序,默認爲false
        accessOrder = false;
    }

首先使用super調用了父類HashMap的構造方法,其實就是根據初始容量、負載因子去初始化Entry[] table,詳細的看上一篇HashMap解析

然後把accessOrder設置爲false,這就跟存儲的順序有關了,LinkedHashMap存儲數據是有序的,而且分爲兩種:插入順序和訪問順序。

這裏accessOrder設置爲false,表示不是訪問順序而是插入順序存儲的,這也是默認值,表示LinkedHashMap中存儲的順序是按照調用put方法插入的順序進行排序的。LinkedHashMap也提供了可以設置accessOrder的構造方法,我們來看看這種模式下,它的順序有什麼特點?

 

                // 第三個參數用於指定accessOrder值
        Map<String, String> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>(16, 0.75f, true);
        linkedHashMap.put("name1", "josan1");
        linkedHashMap.put("name2", "josan2");
        linkedHashMap.put("name3", "josan3");
        System.out.println("開始時順序:");
        Set<Entry<String, String>> set = linkedHashMap.entrySet();
        Iterator<Entry<String, String>> iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()) {
            Entry entry = iterator.next();
            String key = (String) entry.getKey();
            String value = (String) entry.getValue();
            System.out.println("key:" + key + ",value:" + value);
        }
        System.out.println("通過get方法,導致key爲name1對應的Entry到表尾");
        linkedHashMap.get("name1");
        Set<Entry<String, String>> set2 = linkedHashMap.entrySet();
        Iterator<Entry<String, String>> iterator2 = set2.iterator();
        while(iterator2.hasNext()) {
            Entry entry = iterator2.next();
            String key = (String) entry.getKey();
            String value = (String) entry.getValue();
            System.out.println("key:" + key + ",value:" + value);
        }

image.png

 

因爲調用了get("name1")導致了name1對應的Entry移動到了最後,這裏只要知道LinkedHashMap有插入順序和訪問順序兩種就可以,後面會詳細講原理。

還記得,上一篇HashMap解析中提到,在HashMap的構造函數中,調用了init方法,而在HashMap中init方法是空實現,但LinkedHashMap重寫了該方法,所以在LinkedHashMap的構造方法裏,調用了自身的init方法,init的重寫實現如下:

 

    /**
     * Called by superclass constructors and pseudoconstructors (clone,
     * readObject) before any entries are inserted into the map.  Initializes
     * the chain.
     */
    @Override
    void init() {
        // 創建了一個hash=-1,key、value、next都爲null的Entry
        header = new Entry<>(-1, null, null, null);
        // 讓創建的Entry的before和after都指向自身,注意after不是之前提到的next
        // 其實就是創建了一個只有頭部節點的雙向鏈表
        header.before = header.after = header;
    }

這好像跟我們上一篇HashMap提到的Entry有些不一樣,HashMap中靜態內部類Entry是這樣定義的:

 

    static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final K key;
        V value;
        Entry<K,V> next;
        int hash;

沒有before和after屬性啊!原來,LinkedHashMap有自己的靜態內部類Entry,它繼承了HashMap.Entry,定義如下:

 

    /**
     * LinkedHashMap entry.
     */
    private static class Entry<K,V> extends HashMap.Entry<K,V> {
        // These fields comprise the doubly linked list used for iteration.
        Entry<K,V> before, after;

        Entry(int hash, K key, V value, HashMap.Entry<K,V> next) {
            super(hash, key, value, next);
        }

所以LinkedHashMap構造函數,主要就是調用HashMap構造函數初始化了一個Entry[] table,然後調用自身的init初始化了一個只有頭結點的雙向鏈表。完成了如下操作:

 

LinkedHashMap構造函數.png

1.5 put方法

LinkedHashMap沒有重寫put方法,所以還是調用HashMap得到put方法,如下:

 

    public V put(K key, V value) {
        // 對key爲null的處理
        if (key == null)
            return putForNullKey(value);
        // 計算hash
        int hash = hash(key);
        // 得到在table中的index
        int i = indexFor(hash, table.length);
        // 遍歷table[index],是否key已經存在,存在則替換,並返回舊值
        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
            Object k;
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
            }
        }
        
        modCount++;
        // 如果key之前在table中不存在,則調用addEntry,LinkedHashMap重寫了該方法
        addEntry(hash, key, value, i);
        return null;
    }

我們看看LinkedHashMap的addEntry方法:

 

    void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
        // 調用父類的addEntry,增加一個Entry到HashMap中
        super.addEntry(hash, key, value, bucketIndex);

        // removeEldestEntry方法默認返回false,不用考慮
        Entry<K,V> eldest = header.after;
        if (removeEldestEntry(eldest)) {
            removeEntryForKey(eldest.key);
        }
    }

這裏調用了父類HashMap的addEntry方法,如下:

 

    void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
        // 擴容相關
        if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
            resize(2 * table.length);
            hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
            bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
        }
        // LinkedHashMap進行了重寫
        createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
    }

前面是擴容相關的代碼,在上一篇HashMap解析中已經講過了。這裏主要看createEntry方法,LinkedHashMap進行了重寫。

 

   void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
       HashMap.Entry<K,V> old = table[bucketIndex];
       // e就是新創建了Entry,會加入到table[bucketIndex]的表頭
       Entry<K,V> e = new Entry<>(hash, key, value, old);
       table[bucketIndex] = e;
       // 把新創建的Entry,加入到雙向鏈表中
       e.addBefore(header);
       size++;
   }

我們來看看LinkedHashMap.Entry的addBefore方法:

 

        private void addBefore(Entry<K,V> existingEntry) {
            after  = existingEntry;
            before = existingEntry.before;
            before.after = this;
            after.before = this;
        }

從這裏就可以看出,當put元素時,不但要把它加入到HashMap中去,還要加入到雙向鏈表中,所以可以看出LinkedHashMap就是HashMap+雙向鏈表,下面用圖來表示逐步往LinkedHashMap中添加數據的過程,紅色部分是雙向鏈表,黑色部分是HashMap結構,header是一個Entry類型的雙向鏈表表頭,本身不存儲數據。

首先是隻加入一個元素Entry1,假設index爲0:

 

LinkedHashMap結構一個元素.png

當再加入一個元素Entry2,假設index爲15:

 

LinkedHashMap結構兩個元素.png

當再加入一個元素Entry3, 假設index也是0:

 

LinkedHashMap結構三個元素.png

 

以上,就是LinkedHashMap的put的所有過程了,總體來看,跟HashMap的put類似,只不過多了把新增的Entry加入到雙向列表中。

1.6 擴容

在HashMap的put方法中,如果發現前元素個數超過了擴容閥值時,會調用resize方法,如下:

 

    void resize(int newCapacity) {
        Entry[] oldTable = table;
        int oldCapacity = oldTable.length;
        if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
            threshold = Integer.MAX_VALUE;
            return;
        }

        Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
        boolean oldAltHashing = useAltHashing;
        useAltHashing |= sun.misc.VM.isBooted() &&
                (newCapacity >= Holder.ALTERNATIVE_HASHING_THRESHOLD);
        boolean rehash = oldAltHashing ^ useAltHashing;
       // 把舊table的數據遷移到新table
        transfer(newTable, rehash);
        table = newTable;
        threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
    }

LinkedHashMap重寫了transfer方法,數據的遷移,它的實現如下:

 

    void transfer(HashMap.Entry[] newTable, boolean rehash) {
        // 擴容後的容量是之前的2倍
        int newCapacity = newTable.length;
        // 遍歷雙向鏈表,把所有雙向鏈表中的Entry,重新就算hash,並加入到新的table中
        for (Entry<K,V> e = header.after; e != header; e = e.after) {
            if (rehash)
                e.hash = (e.key == null) ? 0 : hash(e.key);
            int index = indexFor(e.hash, newCapacity);
            e.next = newTable[index];
            newTable[index] = e;
        }
    }

可以看出,LinkedHashMap擴容時,數據的再散列和HashMap是不一樣的。

HashMap是先遍歷舊table,再遍歷舊table中每個元素的單向鏈表,取得Entry以後,重新計算hash值,然後存放到新table的對應位置。

LinkedHashMap是遍歷的雙向鏈表,取得每一個Entry,然後重新計算hash值,然後存放到新table的對應位置。

從遍歷的效率來說,遍歷雙向鏈表的效率要高於遍歷table,因爲遍歷雙向鏈表是N次(N爲元素個數);而遍歷table是N+table的空餘個數(N爲元素個數)。

1.7 雙向鏈表的重排序

前面分析的,主要是當前LinkedHashMap中不存在當前key時,新增Entry的情況。當key如果已經存在時,則進行更新Entry的value。就是HashMap的put方法中的如下代碼:

 

        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
            Object k;
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                // 重排序
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
            }
        }

主要看e.recordAccess(this),這個方法跟訪問順序有關,而HashMap是無序的,所以在HashMap.Entry的recordAccess方法是空實現,但是LinkedHashMap是有序的,LinkedHashMap.Entry對recordAccess方法進行了重寫。

 

        void recordAccess(HashMap<K,V> m) {
            LinkedHashMap<K,V> lm = (LinkedHashMap<K,V>)m;
            // 如果LinkedHashMap的accessOrder爲true,則進行重排序
            // 比如前面提到LruCache中使用到的LinkedHashMap的accessOrder屬性就爲true
            if (lm.accessOrder) {
                lm.modCount++;
                // 把更新的Entry從雙向鏈表中移除
                remove();
                // 再把更新的Entry加入到雙向鏈表的表尾
                addBefore(lm.header);
            }
        }

在LinkedHashMap中,只有accessOrder爲true,即是訪問順序模式,纔會put時對更新的Entry進行重新排序,而如果是插入順序模式時,不會重新排序,這裏的排序跟在HashMap中存儲沒有關係,只是指在雙向鏈表中的順序。

舉個栗子:開始時,HashMap中有Entry1、Entry2、Entry3,並設置LinkedHashMap爲訪問順序,則更新Entry1時,會先把Entry1從雙向鏈表中刪除,然後再把Entry1加入到雙向鏈表的表尾,而Entry1在HashMap結構中的存儲位置沒有變化,對比圖如下所示:

 

LinkedHashMap重排序.png

1.8 get方法

LinkedHashMap有對get方法進行了重寫,如下:

 

    public V get(Object key) {
        // 調用genEntry得到Entry
        Entry<K,V> e = (Entry<K,V>)getEntry(key);
        if (e == null)
            return null;
        // 如果LinkedHashMap是訪問順序的,則get時,也需要重新排序
        e.recordAccess(this);
        return e.value;
    }

先是調用了getEntry方法,通過key得到Entry,而LinkedHashMap並沒有重寫getEntry方法,所以調用的是HashMap的getEntry方法,在上一篇文章中我們分析過HashMap的getEntry方法:首先通過key算出hash值,然後根據hash值算出在table中存儲的index,然後遍歷table[index]的單向鏈表去對比key,如果找到了就返回Entry。

後面調用了LinkedHashMap.Entry的recordAccess方法,上面分析過put過程中這個方法,其實就是在訪問順序的LinkedHashMap進行了get操作以後,重新排序,把get的Entry移動到雙向鏈表的表尾。

1.9 遍歷方式取數據

我們先來看看HashMap使用遍歷方式取數據的過程:

 

HashMap遍歷.png

很明顯,這樣取出來的Entry順序肯定跟插入順序不同了,既然LinkedHashMap是有序的,那麼它是怎麼實現的呢?
先看看LinkedHashMap取遍歷方式獲取數據的代碼:

 

        Map<String, String> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();
        linkedHashMap.put("name1", "josan1");
        linkedHashMap.put("name2", "josan2");
        linkedHashMap.put("name3", "josan3");
                // LinkedHashMap沒有重寫該方法,調用的HashMap中的entrySet方法
        Set<Entry<String, String>> set = linkedHashMap.entrySet();
        Iterator<Entry<String, String>> iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()) {
            Entry entry = iterator.next();
            String key = (String) entry.getKey();
            String value = (String) entry.getValue();
            System.out.println("key:" + key + ",value:" + value);
        }

LinkedHashMap沒有重寫entrySet方法,我們先來看HashMap中的entrySet,如下:

 

public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
        return entrySet0();
    }

    private Set<Map.Entry<K,V>> entrySet0() {
        Set<Map.Entry<K,V>> es = entrySet;
        return es != null ? es : (entrySet = new EntrySet());
    }

    private final class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> {
        public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {
            return newEntryIterator();
        }
        // 無關代碼
        ......
    }

可以看到,HashMap的entrySet方法,其實就是返回了一個EntrySet對象。

我們得到EntrySet會調用它的iterator方法去得到迭代器Iterator,從上面的代碼也可以看到,iterator方法中直接調用了newEntryIterator方法並返回,而LinkedHashMap重寫了該方法

 

    Iterator<Map.Entry<K,V>> newEntryIterator() { 
        return new EntryIterator();
    }

這裏直接返回了EntryIterator對象,這個和上一篇HashMap中的newEntryIterator方法中一模一樣,都是返回了EntryIterator對象,其實他們返回的是各自的內部類。我們來看看LinkedHashMap中EntryIterator的定義:

 

    private class EntryIterator extends LinkedHashIterator<Map.Entry<K,V>> {
        public Map.Entry<K,V> next() { 
          return nextEntry();
        }
    }

該類是繼承LinkedHashIterator,並重寫了next方法;而HashMap中是繼承HashIterator。
我們再來看看LinkedHashIterator的定義:

 

    private abstract class LinkedHashIterator<T> implements Iterator<T> {
        // 默認下一個返回的Entry爲雙向鏈表表頭的下一個元素
        Entry<K,V> nextEntry    = header.after;
        Entry<K,V> lastReturned = null;

        public boolean hasNext() {
            return nextEntry != header;
        }

        Entry<K,V> nextEntry() {
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
            if (nextEntry == header)
                throw new NoSuchElementException();

            Entry<K,V> e = lastReturned = nextEntry;
            nextEntry = e.after;
            return e;
        }
        // 不相關代碼
        ......
    }

我們先不看整個類的實現,只要知道在LinkedHashMap中,Iterator<Entry<String, String>> iterator = set.iterator(),這段代碼會返回一個繼承LinkedHashIterator的Iterator,它有着跟HashIterator不一樣的遍歷規則。

接着,我們會用while(iterator.hasNext())去循環判斷是否有下一個元素,LinkedHashMap中的EntryIterator沒有重寫該方法,所以還是調用LinkedHashIterator中的hasNext方法,如下:

 

        public boolean hasNext() {
            // 下一個應該返回的Entry是否就是雙向鏈表的頭結點
            // 有兩種情況:1.LinkedHashMap中沒有元素;2.遍歷完雙向鏈表回到頭部
            return nextEntry != header;
        }

nextEntry表示下一個應該返回的Entry,默認值是header.after,即雙向鏈表表頭的下一個元素。而上面介紹到,LinkedHashMap在初始化時,會調用init方法去初始化一個before和after都指向自身的Entry,但是put過程會把新增加的Entry加入到雙向鏈表的表尾,所以只要LinkedHashMap中有元素,第一次調用hasNext肯定不會爲false。

然後我們會調用next方法去取出Entry,LinkedHashMap中的EntryIterator重寫了該方法,如下:

 

 public Map.Entry<K,V> next() { 
    return nextEntry(); 
}

而它自身又沒有重寫nextEntry方法,所以還是調用的LinkedHashIterator中的nextEntry方法:

 

        Entry<K,V> nextEntry() {
            // 保存應該返回的Entry
            Entry<K,V> e = lastReturned = nextEntry;
            //把當前應該返回的Entry的after作爲下一個應該返回的Entry
            nextEntry = e.after;
            // 返回當前應該返回的Entry
            return e;
        }

這裏其實遍歷的是雙向鏈表,所以不會存在HashMap中需要尋找下一條單向鏈表的情況,從頭結點Entry header的下一個節點開始,只要把當前返回的Entry的after作爲下一個應該返回的節點即可。直到到達雙向鏈表的尾部時,after爲雙向鏈表的表頭節點Entry header,這時候hasNext就會返回false,表示沒有下一個元素了。LinkedHashMap的遍歷取值如下圖所示:

 

LinkedHashMap遍歷.png

 

易知,遍歷出來的結果爲Entry1、Entry2...Entry6。
可得,LinkedHashMap是有序的,且是通過雙向鏈表來保證順序的。

1.10 remove方法

LinkedHashMap沒有提供remove方法,所以調用的是HashMap的remove方法,實現如下:

 

    public V remove(Object key) {
        Entry<K,V> e = removeEntryForKey(key);
        return (e == null ? null : e.value);
    }

    final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) {
        int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
        int i = indexFor(hash, table.length);
        Entry<K,V> prev = table[i];
        Entry<K,V> e = prev;

        while (e != null) {
            Entry<K,V> next = e.next;
            Object k;
            if (e.hash == hash &&
                ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
                modCount++;
                size--;
                if (prev == e)
                    table[i] = next;
                else
                    prev.next = next;
                // LinkedHashMap.Entry重寫了該方法
                e.recordRemoval(this);
                return e;
            }
            prev = e;
            e = next;
        }

        return e;
    }

在上一篇HashMap中就分析了remove過程,其實就是斷開其他對象對自己的引用。比如被刪除Entry是在單向鏈表的表頭,則讓它的next放到表頭,這樣它就沒有被引用了;如果不是在表頭,它是被別的Entry的next引用着,這時候就讓上一個Entry的next指向它自己的next,這樣,它也就沒被引用了。

在HashMap.Entry中recordRemoval方法是空實現,但是LinkedHashMap.Entry對其進行了重寫,如下:

 

        void recordRemoval(HashMap<K,V> m) {
            remove();
        }

        private void remove() {
            before.after = after;
            after.before = before;
        }

易知,這是要把雙向鏈表中的Entry刪除,也就是要斷開當前要被刪除的Entry被其他對象通過after和before的方式引用。

所以,LinkedHashMap的remove操作。首先把它從table中刪除,即斷開table或者其他對象通過next對其引用,然後也要把它從雙向鏈表中刪除,斷開其他對應通過after和before對其引用。

二、HashMap與LinkedHashMap的結構對比

再來看看HashMap和LinkedHashMap的結構圖,是不是秒懂了。LinkedHashMap其實就是可以看成HashMap的基礎上,多了一個雙向鏈表來維持順序。

 

HashMap結構.png

LinkedHashMap結構.png

三、 LinkedHashMap在Android中的應用

在Android中使用圖片時,一般會用LruCacha做圖片的內存緩存,它裏面就是使用LinkedHashMap來實現存儲的。

 

public class LruCache<K, V> {
    private final LinkedHashMap<K, V> map;
    public LruCache(int maxSize) {
        if (maxSize <= 0) {
            throw new IllegalArgumentException("maxSize <= 0");
        }
        this.maxSize = maxSize;
        // 注意第三個參數,是accessOrder,這裏爲true,後面會講到
        this.map = new LinkedHashMap<K, V>(0, 0.75f, true);
    }

前面提到了,accessOrder爲true,表示LinkedHashMap爲訪問順序,當對已存在LinkedHashMap中的Entry進行get和put操作時,會把Entry移動到雙向鏈表的表尾(其實是先刪除,再插入)。
我們拿LruCache的put方法舉例:

 

    public final V put(K key, V value) {
        if (key == null || value == null) {
            throw new NullPointerException("key == null || value == null");
        }

        V previous;
        // 對map進行操作之前,先進行同步操作
        synchronized (this) {
            putCount++;
            size += safeSizeOf(key, value);
            previous = map.put(key, value);
            if (previous != null) {
                size -= safeSizeOf(key, previous);
            }
        }

        if (previous != null) {
            entryRemoved(false, key, previous, value);
        }
        // 整理內存,看是否需要移除LinkedHashMap中的元素
        trimToSize(maxSize);
        return previous;
    }

之前提到了,HashMap是線程不安全的,LinkedHashMap同樣是線程不安全的。所以在對調用LinkedHashMap的put方法時,先使用synchronized 進行了同步操作。

我們最關心的是倒數第一行代碼,其中maxSize爲我們給LruCache設置的最大緩存大小。我們看看該方法:

 

    /**
     * Remove the eldest entries until the total of remaining entries is at or
     * below the requested size.
     *
     * @param maxSize the maximum size of the cache before returning. May be -1
     *            to evict even 0-sized elements.
     */
    public void trimToSize(int maxSize) {
        // while死循環,直到滿足當前緩存大小小於或等於最大可緩存大小
        while (true) {
            K key;
            V value;
            // 線程不安全,需要同步
            synchronized (this) {
                if (size < 0 || (map.isEmpty() && size != 0)) {
                    throw new IllegalStateException(getClass().getName()
                            + ".sizeOf() is reporting inconsistent results!");
                }
                // 如果當前緩存的大小,已經小於等於最大可緩存大小,則直接返回
                // 不需要再移除LinkedHashMap中的數據
                if (size <= maxSize || map.isEmpty()) {
                    break;
                }
                // 得到的就是雙向鏈表表頭header的下一個Entry
                Map.Entry<K, V> toEvict = map.entrySet().iterator().next();
                key = toEvict.getKey();
                value = toEvict.getValue();
                // 移除當前取出的Entry
                map.remove(key);
                // 從新計算當前的緩存大小
                size -= safeSizeOf(key, value);
                evictionCount++;
            }

            entryRemoved(true, key, value, null);
        }
    }

從註釋上就可以看出,該方法就是不斷移除LinkedHashMap中雙向鏈表表頭的元素,直到當前緩存大小小於或等於最大可緩存的大小。

由前面的重排序我們知道,對LinkedHashMap的put和get操作,都會讓被操作的Entry移動到雙向鏈表的表尾,而移除是從map.entrySet().iterator().next()開始的,也就是雙向鏈表的表頭的header的after開始的,這也就符合了LRU算法的需求。

下圖表示了LinkedHashMap中刪除、添加、get/put已存在的Entry操作。
紅色表示初始狀態
紫色表示緩存圖片大小超過了最大可緩存大小時,才能夠表頭移除Entry1
藍色表示對已存在的Entry3進行了get/put操作,把它移動到雙向鏈表表尾
綠色表示新增一個Entry7,插入到雙向鏈表的表尾(暫時不考慮在HashMap中的位置)

 

LinkedHashMap之Lru.png

四、 總結

  1. LinkedHashMap是繼承於HashMap,是基於HashMap和雙向鏈表來實現的。
  2. HashMap無序;LinkedHashMap有序,可分爲插入順序和訪問順序兩種。如果是訪問順序,那put和get操作已存在的Entry時,都會把Entry移動到雙向鏈表的表尾(其實是先刪除再插入)。
  3. LinkedHashMap存取數據,還是跟HashMap一樣使用的Entry[]的方式,雙向鏈表只是爲了保證順序。
  4. LinkedHashMap是線程不安全的

 

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