hashMap源码分析：hashMap源码分析
版本说明：jdk1.7
LinkedHashMap继承于HashMap，是一个有序的Map接口的实现。有序指的是元素可以按照一定的顺序排列，比如元素的插入顺序，或元素被访问的顺序。
内部结构
说明：该图来源于其它博客，信手拈来，在此感谢！
LinkedHashMap在存储数据时，和HashMap一样，也是先通过比较key的hashCode来定位数组中的位置，定位后，如果不存在冲突，则将元素插入到链表的尾部。只是，此时的链表是双向链表。
HashMap中Entry
static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final K key;
V value;
Entry<K,V> next;
int hash;
LinkedHashMap中的Entry
private static class Entry<K,V> extends HashMap.Entry<K,V> {
//before和after指针(用于双向列表的迭代遍历)
Entry<K,V> before, after;
属性
除了继承自HashMap的属性外，LinkedHashMap还有自己特有的几个属性。
/**
* The head of the doubly linked list.
* 双向链表的头结点。整个LinkedHashMap中只有一个header， 它将哈希表中所有的Entry贯穿起来。header中不保存K-V对，只保存前后节点指针。
*/
private transient Entry<K,V> header; /**
*
* 双向链表中元素排序规则的标志位。
* true:按访问顺序排序
* false:按插入顺序排序(默认)
*/
private final boolean accessOrder;
构造方法
比HashMap多了一个重载的构造器，可以手动指定元素的排列顺序。
public LinkedHashMap(int initialCapacity,
float loadFactor,boolean accessOrder) {
super(initialCapacity, loadFactor);
this.accessOrder = accessOrder;
}
其它方法
/**
* Called by superclass constructors and pseudoconstructors (clone,
* readObject) before any entries are inserted into the map. Initializes
* the chain.
* ??被父类的构造器和伪构造(clone,readObject)调用，当有元素插入之前掉用??(??不会翻译??)
* 作用：初始化一个空的双向循环链表(头结点中不保存数据)
*/
@Override
void init() {
//初始化头节点。(不保存数据。所以,k=v=null,hash=-1表示不存在，next指针为null)
header = new Entry<>(-1, null, null, null);
//此时，将向前和向后的指针都指向头节点。
header.before = header.after = header;
} /**
* Transfers all entries to new table array. This method is called
* by superclass resize. It is overridden for performance, as it is
* faster to iterate using our linked list.
*
* 覆写了父类的transfer方法，被父类的resize方法调用。
* 扩容后，将k-v键值对重新映射到新的newTable中
* 覆写该方法的目的是为了提高复制的效率(这里充分利用双向循环链表的特点进行迭代，不用对底层的数组进行for循环。
*/
@Override
void transfer(HashMap.Entry[] newTable, boolean rehash) {
int newCapacity = newTable.length;
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;
}
} /**
* Returns <tt>true</tt> if this map maps one or more keys to the
* specified value.
*
* @param value value whose presence in this map is to be tested
* @return <tt>true</tt> if this map maps one or more keys to the
* specified value
*
* 覆写HashMap中的containsValue方法，
* 覆写该方法的目的同样是为了提高查询的效率，
* 利用双向循环链表的特点进行查询，少了对数组的外层for循环
*/
public boolean containsValue(Object value) {
// Overridden to take advantage of faster iterator
if (value==null) {
for (Entry e = header.after; e != header; e = e.after)
if (e.value==null)
return true;
} else {
for (Entry e = header.after; e != header; e = e.after)
if (value.equals(e.value))
return true;
}
return false;
} /**
* 覆写HashMap中的get方法，通过getEntry方法获取Entry对象。
*
* 注意这里的recordAccess方法，
* 如果链表中元素的排序规则是按照插入的先后顺序排序的话，该方法什么也不做，
* 如果链表中元素的排序规则是按照访问的先后顺序排序的话，则将e移到链表的末尾处。
*/
public V get(Object key) {
Entry<K,V> e = (Entry<K,V>)getEntry(key);
if (e == null)
return null;
e.recordAccess(this);
return e.value;
} /**
* 清空双向列表 ,并将其还原为只有头结点的空链表
*/
public void clear() {
super.clear();
//前向指针和后向指针都指向头节点
header.before = header.after = header;
} /**
* LinkedHashMap中的Entry
*/
private static class Entry<K,V> extends HashMap.Entry<K,V> {
//前向和后向指针(用于双向列表的元素查找)
Entry<K,V> before, after; Entry(int hash, K key, V value, HashMap.Entry<K,V> next) {
super(hash, key, value, next);
} /**
* 双向循环链表中，删除当前的Entry
*/
private void remove() {
//当前节点的上一个节点的after指针指向下一个节点
before.after = after;
//下一个节点的before指针指向当前节点的上一个节点
after.before = before;
} /**
* 双向循环立链表中，将当前的Entry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;
} /**
* This method is invoked by the superclass whenever the value
* of a pre-existing entry is read by Map.get or modified by Map.set.
* If the enclosing Map is access-ordered, it moves the entry
* to the end of the list; otherwise, it does nothing.
*
* 覆写HashMap中的recordAccess方法（HashMap中该方法为空），
* 当调用父类的put方法，在发现插入的key已经存在时，会调用该方法，
* 调用LinkedHashmap覆写的get方法时，也会调用到该方法，
*
* 该方法提供了LRU算法的实现，它将最近使用的Entry放到双向循环链表的尾部，
* accessOrder为true时，get方法会调用recordAccess方法
* put方法在覆盖key-value对时也会调用recordAccess方法
* 它们导致Entry最近使用，因此将其移到双向链表的末尾
*/
void recordAccess(HashMap<K,V> m) {
LinkedHashMap<K,V> lm = (LinkedHashMap<K,V>)m;
//如果设置的是按访问顺序来存储元素
if (lm.accessOrder) {
lm.modCount++;
//删除当前Entry
remove();
//并将当前Entry添加到双向链表末尾
addBefore(lm.header);
}
} void recordRemoval(HashMap<K,V> m) {
remove();
}
} /**
* 双向列表用到的迭代器
*/
private abstract class LinkedHashIterator<T> implements Iterator<T> {
Entry<K,V> nextEntry = header.after;
Entry<K,V> lastReturned = null; /**
* The modCount value that the iterator believes that the backing
* List should have. If this expectation is violated, the iterator
* has detected concurrent modification.
*/
int expectedModCount = modCount; public boolean hasNext() {
return nextEntry != header;
} public void remove() {
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException(); LinkedHashMap.this.remove(lastReturned.key);
lastReturned = null;
expectedModCount = modCount;
} 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;
}
} /**
* key迭代器
*/
private class KeyIterator extends LinkedHashIterator<K> {
public K next() { return nextEntry().getKey(); }
} /**
* value迭代器
*/
private class ValueIterator extends LinkedHashIterator<V> {
public V next() { return nextEntry().value; }
} /**
* Entry迭代器
*/
private class EntryIterator extends LinkedHashIterator<Map.Entry<K,V>> {
public Map.Entry<K,V> next() { return nextEntry(); }
} // These Overrides alter the behavior of superclass view iterator() methods
Iterator<K> newKeyIterator() { return new KeyIterator(); }
Iterator<V> newValueIterator() { return new ValueIterator(); }
Iterator<Map.Entry<K,V>> newEntryIterator() { return new EntryIterator(); } /**
* This override alters behavior of superclass put method. It causes newly
* allocated entry to get inserted at the end of the linked list and
* removes the eldest entry if appropriate.
*
* 覆写HashMap中的addEntry方法，LinkedHashmap并没有覆写HashMap中的put方法，
* 而是覆写了put方法所调用的addEntry方法和recordAccess方法，
* put方法在插入的key已存在时，会调用recordAccess方法，否则调用addEntry插入新的Entry
*/
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
super.addEntry(hash, key, value, bucketIndex); // Remove eldest entry if instructed
// 双向链表的第一个有效节点（header后的那个节点）为近期最少使用的节点
Entry<K,V> eldest = header.after;
// 删除掉该近期最少使用的节点
if (removeEldestEntry(eldest)) {
removeEntryForKey(eldest.key);
}
} /**
* This override differs from addEntry in that it doesn't resize the
* table or remove the eldest entry.
*/
void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
//创建新的Entry，并将其插入到数组对应槽的单链表的头结点处，这点与HashMap中相同
HashMap.Entry<K,V> old = table[bucketIndex];
Entry<K,V> e = new Entry<>(hash, key, value, old);
table[bucketIndex] = e; //每次插入Entry时，都将其移到双向链表的尾部，
//这便会按照Entry插入LinkedHashMap的先后顺序来迭代元素，
//同时，新put进来的Entry是最近访问的Entry，把其放在链表末尾 ，符合LRU算法的实现
e.addBefore(header);
size++;
} /*
*
* 该方法是用来被覆写的，一般如果用LinkedHashmap实现LRU算法，就要覆写该方法，
* 比如可以将该方法覆写为如果设定的内存已满，则返回true，这样当再次向LinkedHashMap中put
* Entry时，在调用的addEntry方法中便会将近期最少使用的节点删除掉（header后的那个节点）。
*/
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) {
return false;
}
总结：
1.LinkedHashMap继承于HashMap。底层实现是使用数组+双向链表。
2.默认是按照元素添加的顺序来存储元素的。
如果accessOrder=true(按照元素被访问的方式来存储元素)，则会使用LRU(Less Recent Used:最少最近被使用)算法，每次插入的元素都会插入到双向链表的尾部。因为插入元素就相当于访问了该元素。
3.LinkedHashMap同样是非线程安全的，只在单线程环境下使用。如果要多线程使用请使用Collections.synchronizedMap(new LinkedHashMap(…));
4.LinkedHashMap跟HashMap一样，允许key和value都为null。