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图解LinkedHashMap原理_linkedhashmap 图

linkedhashmap 图

LinkedHashMap使用与实现

先来一张LinkedHashMap的结构图,不要虚,看完文章再来看这个图,就秒懂了,先混个面熟:

 

LinkedHashMap结构.png

2.1 应用场景

HashMap是无序的,当我们希望有顺序地去存储key-value时,就需要使用LinkedHashMap了。

  1. Map<String, String> hashMap = new HashMap<String, String>();
  2. hashMap.put("name1", "josan1");
  3. hashMap.put("name2", "josan2");
  4. hashMap.put("name3", "josan3");
  5. Set<Entry<String, String>> set = hashMap.entrySet();
  6. Iterator<Entry<String, String>> iterator = set.iterator();
  7. while(iterator.hasNext()) {
  8. Entry entry = iterator.next();
  9. String key = (String) entry.getKey();
  10. String value = (String) entry.getValue();
  11. System.out.println("key:" + key + ",value:" + value);
  12. }

image.png

我们是按照xxx1、xxx2、xxx3的顺序插入的,但是输出结果并不是按照顺序的。

同样的数据,我们再试试LinkedHashMap

  1. Map<String, String> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();
  2. linkedHashMap.put("name1", "josan1");
  3. linkedHashMap.put("name2", "josan2");
  4. linkedHashMap.put("name3", "josan3");
  5. Set<Entry<String, String>> set = linkedHashMap.entrySet();
  6. Iterator<Entry<String, String>> iterator = set.iterator();
  7. while(iterator.hasNext()) {
  8. Entry entry = iterator.next();
  9. String key = (String) entry.getKey();
  10. String value = (String) entry.getValue();
  11. System.out.println("key:" + key + ",value:" + value);
  12. }

image.png

 

结果可知,LinkedHashMap是有序的,且默认为插入顺序。

2.2 简单使用

跟HashMap一样,它也是提供了key-value的存储方式,并提供了put和get方法来进行数据存取。

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

2.3 定义

LinkedHashMap继承了HashMap,所以它们有很多相似的地方。

  1. public class LinkedHashMap<K,V>
  2. extends HashMap<K,V>
  3. implements Map<K,V>
  4. {

2.4 构造方法

image.png

 

LinkedHashMap提供了多个构造方法,我们先看空参的构造方法。

  1. public LinkedHashMap() {
  2. // 调用HashMap的构造方法,其实就是初始化Entry[] table
  3. super();
  4. // 这里是指是否基于访问排序,默认为false
  5. accessOrder = false;
  6. }

首先使用super调用了父类HashMap的构造方法,其实就是根据初始容量、负载因子去初始化Entry[] table,详细的看上一篇HashMap解析

然后把accessOrder设置为false,这就跟存储的顺序有关了,LinkedHashMap存储数据是有序的,而且分为两种:插入顺序和访问顺序。

这里accessOrder设置为false,表示不是访问顺序而是插入顺序存储的,这也是默认值,表示LinkedHashMap中存储的顺序是按照调用put方法插入的顺序进行排序的。LinkedHashMap也提供了可以设置accessOrder的构造方法,我们来看看这种模式下,它的顺序有什么特点?

  1. // 第三个参数用于指定accessOrder值
  2. Map<String, String> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>(16, 0.75f, true);
  3. linkedHashMap.put("name1", "josan1");
  4. linkedHashMap.put("name2", "josan2");
  5. linkedHashMap.put("name3", "josan3");
  6. System.out.println("开始时顺序:");
  7. Set<Entry<String, String>> set = linkedHashMap.entrySet();
  8. Iterator<Entry<String, String>> iterator = set.iterator();
  9. while(iterator.hasNext()) {
  10. Entry entry = iterator.next();
  11. String key = (String) entry.getKey();
  12. String value = (String) entry.getValue();
  13. System.out.println("key:" + key + ",value:" + value);
  14. }
  15. System.out.println("通过get方法,导致key为name1对应的Entry到表尾");
  16. linkedHashMap.get("name1");
  17. Set<Entry<String, String>> set2 = linkedHashMap.entrySet();
  18. Iterator<Entry<String, String>> iterator2 = set2.iterator();
  19. while(iterator2.hasNext()) {
  20. Entry entry = iterator2.next();
  21. String key = (String) entry.getKey();
  22. String value = (String) entry.getValue();
  23. System.out.println("key:" + key + ",value:" + value);
  24. }

image.png

 

因为调用了get("name1")导致了name1对应的Entry移动到了最后,这里只要知道LinkedHashMap有插入顺序和访问顺序两种就可以,后面会详细讲原理。

还记得,上一篇HashMap解析中提到,在HashMap的构造函数中,调用了init方法,而在HashMap中init方法是空实现,但LinkedHashMap重写了该方法,所以在LinkedHashMap的构造方法里,调用了自身的init方法,init的重写实现如下:

  1. /**
  2. * Called by superclass constructors and pseudoconstructors (clone,
  3. * readObject) before any entries are inserted into the map. Initializes
  4. * the chain.
  5. */
  6. @Override
  7. void init() {
  8. // 创建了一个hash=-1keyvaluenext都为null的Entry
  9. header = new Entry<>(-1, null, null, null);
  10. // 让创建的Entry的beforeafter都指向自身,注意after不是之前提到的next
  11. // 其实就是创建了一个只有头部节点的双向链表
  12. header.before = header.after = header;
  13. }

这好像跟我们上一篇HashMap提到的Entry有些不一样,HashMap中静态内部类Entry是这样定义的:

  1. static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
  2. final K key;
  3. V value;
  4. Entry<K,V> next;
  5. int hash;

没有before和after属性啊!原来,LinkedHashMap有自己的静态内部类Entry,它继承了HashMap.Entry,定义如下:

  1. /**
  2. * LinkedHashMap entry.
  3. */
  4. private static class Entry<K,V> extends HashMap.Entry<K,V> {
  5. // These fields comprise the doubly linked list used for iteration.
  6. Entry<K,V> before, after;
  7. Entry(int hash, K key, V value, HashMap.Entry<K,V> next) {
  8. super(hash, key, value, next);
  9. }

所以LinkedHashMap构造函数,主要就是调用HashMap构造函数初始化了一个Entry[] table,然后调用自身的init初始化了一个只有头结点的双向链表。完成了如下操作:

 

LinkedHashMap构造函数.png

2.5 put方法

LinkedHashMap没有重写put方法,所以还是调用HashMap得到put方法,如下:

  1. public V put(K key, V value) {
  2. //keynull的处理
  3. if (key == null)
  4. return putForNullKey(value);
  5. // 计算hash
  6. int hash = hash(key);
  7. // 得到在table中的index
  8. int i = indexFor(hash, table.length);
  9. // 遍历table[index],是否key已经存在,存在则替换,并返回旧值
  10. for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
  11. Object k;
  12. if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
  13. V oldValue = e.value;
  14. e.value = value;
  15. e.recordAccess(this);
  16. return oldValue;
  17. }
  18. }
  19. modCount++;
  20. // 如果key之前在table中不存在,则调用addEntry,LinkedHashMap重写了该方法
  21. addEntry(hash, key, value, i);
  22. return null;
  23. }

我们看看LinkedHashMap的addEntry方法:

  1. void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
  2. // 调用父类的addEntry,增加一个Entry到HashMap中
  3. super.addEntry(hash, key, value, bucketIndex);
  4. // removeEldestEntry方法默认返回false,不用考虑
  5. Entry<K,V> eldest = header.after;
  6. if (removeEldestEntry(eldest)) {
  7. removeEntryForKey(eldest.key);
  8. }
  9. }

这里调用了父类HashMap的addEntry方法,如下:

  1. void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
  2. // 扩容相关
  3. if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
  4. resize(2 * table.length);
  5. hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
  6. bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
  7. }
  8. // LinkedHashMap进行了重写
  9. createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
  10. }

前面是扩容相关的代码,在上一篇HashMap解析中已经讲过了。这里主要看createEntry方法,LinkedHashMap进行了重写。

  1. void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
  2. HashMap.Entry<K,V> old = table[bucketIndex];
  3. // e就是新创建了Entry,会加入到table[bucketIndex]的表头
  4. Entry<K,V> e = new Entry<>(hash, key, value, old);
  5. table[bucketIndex] = e;
  6. // 把新创建的Entry,加入到双向链表中
  7. e.addBefore(header);
  8. size++;
  9. }

我们来看看LinkedHashMap.Entry的addBefore方法:

  1. private void addBefore(Entry<K,V> existingEntry) {
  2. after = existingEntry;
  3. before = existingEntry.before;
  4. before.after = this;
  5. after.before = this;
  6. }

从这里就可以看出,当put元素时,不但要把它加入到HashMap中去,还要加入到双向链表中,所以可以看出LinkedHashMap就是HashMap+双向链表,下面用图来表示逐步往LinkedHashMap中添加数据的过程,红色部分是双向链表,黑色部分是HashMap结构,header是一个Entry类型的双向链表表头,本身不存储数据。

首先是只加入一个元素Entry1,假设index为0:

 

LinkedHashMap结构一个元素.png

当再加入一个元素Entry2,假设index为15:

 

LinkedHashMap结构两个元素.png

当再加入一个元素Entry3, 假设index也是0:

 

LinkedHashMap结构三个元素.png

 

以上,就是LinkedHashMap的put的所有过程了,总体来看,跟HashMap的put类似,只不过多了把新增的Entry加入到双向列表中。

2.6 扩容

在HashMap的put方法中,如果发现前元素个数超过了扩容阀值时,会调用resize方法,如下:

  1. void resize(int newCapacity) {
  2. Entry[] oldTable = table;
  3. int oldCapacity = oldTable.length;
  4. if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
  5. threshold = Integer.MAX_VALUE;
  6. return;
  7. }
  8. Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
  9. boolean oldAltHashing = useAltHashing;
  10. useAltHashing |= sun.misc.VM.isBooted() &&
  11. (newCapacity >= Holder.ALTERNATIVE_HASHING_THRESHOLD);
  12. boolean rehash = oldAltHashing ^ useAltHashing;
  13. // 把旧table的数据迁移到新table
  14. transfer(newTable, rehash);
  15. table = newTable;
  16. threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
  17. }

LinkedHashMap重写了transfer方法,数据的迁移,它的实现如下:

  1. void transfer(HashMap.Entry[] newTable, boolean rehash) {
  2. // 扩容后的容量是之前的2
  3. int newCapacity = newTable.length;
  4. // 遍历双向链表,把所有双向链表中的Entry,重新就算hash,并加入到新的table
  5. for (Entry<K,V> e = header.after; e != header; e = e.after) {
  6. if (rehash)
  7. e.hash = (e.key == null) ? 0 : hash(e.key);
  8. int index = indexFor(e.hash, newCapacity);
  9. e.next = newTable[index];
  10. newTable[index] = e;
  11. }
  12. }

可以看出,LinkedHashMap扩容时,数据的再散列和HashMap是不一样的。

HashMap是先遍历旧table,再遍历旧table中每个元素的单向链表,取得Entry以后,重新计算hash值,然后存放到新table的对应位置。

LinkedHashMap是遍历的双向链表,取得每一个Entry,然后重新计算hash值,然后存放到新table的对应位置。

从遍历的效率来说,遍历双向链表的效率要高于遍历table,因为遍历双向链表是N次(N为元素个数);而遍历table是N+table的空余个数(N为元素个数)。

2.7 双向链表的重排序

前面分析的,主要是当前LinkedHashMap中不存在当前key时,新增Entry的情况。当key如果已经存在时,则进行更新Entry的value。就是HashMap的put方法中的如下代码:

  1. for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
  2. Object k;
  3. if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
  4. V oldValue = e.value;
  5. e.value = value;
  6. // 重排序
  7. e.recordAccess(this);
  8. return oldValue;
  9. }
  10. }

主要看e.recordAccess(this),这个方法跟访问顺序有关,而HashMap是无序的,所以在HashMap.Entry的recordAccess方法是空实现,但是LinkedHashMap是有序的,LinkedHashMap.Entry对recordAccess方法进行了重写。

  1. void recordAccess(HashMap<K,V> m) {
  2. LinkedHashMap<K,V> lm = (LinkedHashMap<K,V>)m;
  3. // 如果LinkedHashMap的accessOrder为true,则进行重排序
  4. // 比如前面提到LruCache中使用到的LinkedHashMap的accessOrder属性就为true
  5. if (lm.accessOrder) {
  6. lm.modCount++;
  7. // 把更新的Entry从双向链表中移除
  8. remove();
  9. // 再把更新的Entry加入到双向链表的表尾
  10. addBefore(lm.header);
  11. }
  12. }

在LinkedHashMap中,只有accessOrder为true,即是访问顺序模式,才会put时对更新的Entry进行重新排序,而如果是插入顺序模式时,不会重新排序,这里的排序跟在HashMap中存储没有关系,只是指在双向链表中的顺序。

举个栗子:开始时,HashMap中有Entry1、Entry2、Entry3,并设置LinkedHashMap为访问顺序,则更新Entry1时,会先把Entry1从双向链表中删除,然后再把Entry1加入到双向链表的表尾,而Entry1在HashMap结构中的存储位置没有变化,对比图如下所示:

 

LinkedHashMap重排序.png

2.8 get方法

LinkedHashMap有对get方法进行了重写,如下:

  1. public V get(Object key) {
  2. // 调用genEntry得到Entry
  3. Entry<K,V> e = (Entry<K,V>)getEntry(key);
  4. if (e == null)
  5. return null;
  6. // 如果LinkedHashMap是访问顺序的,则get时,也需要重新排序
  7. e.recordAccess(this);
  8. return e.value;
  9. }

先是调用了getEntry方法,通过key得到Entry,而LinkedHashMap并没有重写getEntry方法,所以调用的是HashMap的getEntry方法,在上一篇文章中我们分析过HashMap的getEntry方法:首先通过key算出hash值,然后根据hash值算出在table中存储的index,然后遍历table[index]的单向链表去对比key,如果找到了就返回Entry。

后面调用了LinkedHashMap.Entry的recordAccess方法,上面分析过put过程中这个方法,其实就是在访问顺序的LinkedHashMap进行了get操作以后,重新排序,把get的Entry移动到双向链表的表尾。

2.9 遍历方式取数据

我们先来看看HashMap使用遍历方式取数据的过程:

 

HashMap遍历.png

很明显,这样取出来的Entry顺序肯定跟插入顺序不同了,既然LinkedHashMap是有序的,那么它是怎么实现的呢?
先看看LinkedHashMap取遍历方式获取数据的代码:

  1. Map<String, String> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();
  2. linkedHashMap.put("name1", "josan1");
  3. linkedHashMap.put("name2", "josan2");
  4. linkedHashMap.put("name3", "josan3");
  5. // LinkedHashMap没有重写该方法,调用的HashMap中的entrySet方法
  6. Set<Entry<String, String>> set = linkedHashMap.entrySet();
  7. Iterator<Entry<String, String>> iterator = set.iterator();
  8. while(iterator.hasNext()) {
  9. Entry entry = iterator.next();
  10. String key = (String) entry.getKey();
  11. String value = (String) entry.getValue();
  12. System.out.println("key:" + key + ",value:" + value);
  13. }

LinkedHashMap没有重写entrySet方法,我们先来看HashMap中的entrySet,如下:

  1. public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
  2. return entrySet0();
  3. }
  4. private Set<Map.Entry<K,V>> entrySet0() {
  5. Set<Map.Entry<K,V>> es = entrySet;
  6. return es != null ? es : (entrySet = new EntrySet());
  7. }
  8. private final class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> {
  9. public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {
  10. return newEntryIterator();
  11. }
  12. // 无关代码
  13. ......
  14. }

可以看到,HashMap的entrySet方法,其实就是返回了一个EntrySet对象。

我们得到EntrySet会调用它的iterator方法去得到迭代器Iterator,从上面的代码也可以看到,iterator方法中直接调用了newEntryIterator方法并返回,而LinkedHashMap重写了该方法

  1. Iterator<Map.Entry<K,V>> newEntryIterator() {
  2. return new EntryIterator();
  3. }

这里直接返回了EntryIterator对象,这个和上一篇HashMap中的newEntryIterator方法中一模一样,都是返回了EntryIterator对象,其实他们返回的是各自的内部类。我们来看看LinkedHashMap中EntryIterator的定义:

  1. private class EntryIterator extends LinkedHashIterator<Map.Entry<K,V>> {
  2. public Map.Entry<K,V> next() {
  3. return nextEntry();
  4. }
  5. }

该类是继承LinkedHashIterator,并重写了next方法;而HashMap中是继承HashIterator。
我们再来看看LinkedHashIterator的定义:

  1. private abstract class LinkedHashIterator<T> implements Iterator<T> {
  2. // 默认下一个返回的Entry为双向链表表头的下一个元素
  3. Entry<K,V> nextEntry = header.after;
  4. Entry<K,V> lastReturned = null;
  5. public boolean hasNext() {
  6. return nextEntry != header;
  7. }
  8. Entry<K,V> nextEntry() {
  9. if (modCount != expectedModCount)
  10. throw new ConcurrentModificationException();
  11. if (nextEntry == header)
  12. throw new NoSuchElementException();
  13. Entry<K,V> e = lastReturned = nextEntry;
  14. nextEntry = e.after;
  15. return e;
  16. }
  17. // 不相关代码
  18. ......
  19. }

我们先不看整个类的实现,只要知道在LinkedHashMap中,Iterator<Entry<String, String>> iterator = set.iterator(),这段代码会返回一个继承LinkedHashIterator的Iterator,它有着跟HashIterator不一样的遍历规则。

接着,我们会用while(iterator.hasNext())去循环判断是否有下一个元素,LinkedHashMap中的EntryIterator没有重写该方法,所以还是调用LinkedHashIterator中的hasNext方法,如下:

  1. public boolean hasNext() {
  2. // 下一个应该返回的Entry是否就是双向链表的头结点
  3. // 有两种情况:1.LinkedHashMap中没有元素;2.遍历完双向链表回到头部
  4. return nextEntry != header;
  5. }

nextEntry表示下一个应该返回的Entry,默认值是header.after,即双向链表表头的下一个元素。而上面介绍到,LinkedHashMap在初始化时,会调用init方法去初始化一个before和after都指向自身的Entry,但是put过程会把新增加的Entry加入到双向链表的表尾,所以只要LinkedHashMap中有元素,第一次调用hasNext肯定不会为false。

然后我们会调用next方法去取出Entry,LinkedHashMap中的EntryIterator重写了该方法,如下:

  1. public Map.Entry<K,V> next() {
  2. return nextEntry();
  3. }

而它自身又没有重写nextEntry方法,所以还是调用的LinkedHashIterator中的nextEntry方法:

  1. Entry<K,V> nextEntry() {
  2. // 保存应该返回的Entry
  3. Entry<K,V> e = lastReturned = nextEntry;
  4. //把当前应该返回的Entry的after作为下一个应该返回的Entry
  5. nextEntry = e.after;
  6. // 返回当前应该返回的Entry
  7. return e;
  8. }

这里其实遍历的是双向链表,所以不会存在HashMap中需要寻找下一条单向链表的情况,从头结点Entry header的下一个节点开始,只要把当前返回的Entry的after作为下一个应该返回的节点即可。直到到达双向链表的尾部时,after为双向链表的表头节点Entry header,这时候hasNext就会返回false,表示没有下一个元素了。LinkedHashMap的遍历取值如下图所示:

 

LinkedHashMap遍历.png

 

易知,遍历出来的结果为Entry1、Entry2...Entry6。
可得,LinkedHashMap是有序的,且是通过双向链表来保证顺序的。

2.10 remove方法

LinkedHashMap没有提供remove方法,所以调用的是HashMap的remove方法,实现如下:

  1. public V remove(Object key) {
  2. Entry<K,V> e = removeEntryForKey(key);
  3. return (e == null ? null : e.value);
  4. }
  5. final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) {
  6. int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
  7. int i = indexFor(hash, table.length);
  8. Entry<K,V> prev = table[i];
  9. Entry<K,V> e = prev;
  10. while (e != null) {
  11. Entry<K,V> next = e.next;
  12. Object k;
  13. if (e.hash == hash &&
  14. ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
  15. modCount++;
  16. size--;
  17. if (prev == e)
  18. table[i] = next;
  19. else
  20. prev.next = next;
  21. // LinkedHashMap.Entry重写了该方法
  22. e.recordRemoval(this);
  23. return e;
  24. }
  25. prev = e;
  26. e = next;
  27. }
  28. return e;
  29. }

在上一篇HashMap中就分析了remove过程,其实就是断开其他对象对自己的引用。比如被删除Entry是在单向链表的表头,则让它的next放到表头,这样它就没有被引用了;如果不是在表头,它是被别的Entry的next引用着,这时候就让上一个Entry的next指向它自己的next,这样,它也就没被引用了。

在HashMap.Entry中recordRemoval方法是空实现,但是LinkedHashMap.Entry对其进行了重写,如下:

  1. void recordRemoval(HashMap<K,V> m) {
  2. remove();
  3. }
  4. private void remove() {
  5. before.after = after;
  6. after.before = before;
  7. }

易知,这是要把双向链表中的Entry删除,也就是要断开当前要被删除的Entry被其他对象通过after和before的方式引用。

所以,LinkedHashMap的remove操作。首先把它从table中删除,即断开table或者其他对象通过next对其引用,然后也要把它从双向链表中删除,断开其他对应通过after和before对其引用。

3 HashMap与LinkedHashMap的结构对比

再来看看HashMap和LinkedHashMap的结构图,是不是秒懂了。LinkedHashMap其实就是可以看成HashMap的基础上,多了一个双向链表来维持顺序。

 

HashMap结构.png

LinkedHashMap结构.png

4 LinkedHashMap在Android中的应用

在Android中使用图片时,一般会用LruCacha做图片的内存缓存,它里面就是使用LinkedHashMap来实现存储的。

  1. public class LruCache<K, V> {
  2. private final LinkedHashMap<K, V> map;
  3. public LruCache(int maxSize) {
  4. if (maxSize <= 0) {
  5. throw new IllegalArgumentException("maxSize <= 0");
  6. }
  7. this.maxSize = maxSize;
  8. // 注意第三个参数,是accessOrder,这里为true,后面会讲到
  9. this.map = new LinkedHashMap<K, V>(0, 0.75f, true);
  10. }

前面提到了,accessOrder为true,表示LinkedHashMap为访问顺序,当对已存在LinkedHashMap中的Entry进行get和put操作时,会把Entry移动到双向链表的表尾(其实是先删除,再插入)。
我们拿LruCache的put方法举例:

  1. public final V put(K key, V value) {
  2. if (key == null || value == null) {
  3. throw new NullPointerException("key == null || value == null");
  4. }
  5. V previous;
  6. // 对map进行操作之前,先进行同步操作
  7. synchronized (this) {
  8. putCount++;
  9. size += safeSizeOf(key, value);
  10. previous = map.put(key, value);
  11. if (previous != null) {
  12. size -= safeSizeOf(key, previous);
  13. }
  14. }
  15. if (previous != null) {
  16. entryRemoved(false, key, previous, value);
  17. }
  18. // 整理内存,看是否需要移除LinkedHashMap中的元素
  19. trimToSize(maxSize);
  20. return previous;
  21. }

之前提到了,HashMap是线程不安全的,LinkedHashMap同样是线程不安全的。所以在对调用LinkedHashMap的put方法时,先使用synchronized 进行了同步操作。

我们最关心的是倒数第一行代码,其中maxSize为我们给LruCache设置的最大缓存大小。我们看看该方法:

  1. /**
  2. * Remove the eldest entries until the total of remaining entries is at or
  3. * below the requested size.
  4. *
  5. * @param maxSize the maximum size of the cache before returning. May be -1
  6. * to evict even 0-sized elements.
  7. */
  8. public void trimToSize(int maxSize) {
  9. // while死循环,直到满足当前缓存大小小于或等于最大可缓存大小
  10. while (true) {
  11. K key;
  12. V value;
  13. // 线程不安全,需要同步
  14. synchronized (this) {
  15. if (size < 0 || (map.isEmpty() && size != 0)) {
  16. throw new IllegalStateException(getClass().getName()
  17. + ".sizeOf() is reporting inconsistent results!");
  18. }
  19. // 如果当前缓存的大小,已经小于等于最大可缓存大小,则直接返回
  20. // 不需要再移除LinkedHashMap中的数据
  21. if (size <= maxSize || map.isEmpty()) {
  22. break;
  23. }
  24. // 得到的就是双向链表表头header的下一个Entry
  25. Map.Entry<K, V> toEvict = map.entrySet().iterator().next();
  26. key = toEvict.getKey();
  27. value = toEvict.getValue();
  28. // 移除当前取出的Entry
  29. map.remove(key);
  30. // 从新计算当前的缓存大小
  31. size -= safeSizeOf(key, value);
  32. evictionCount++;
  33. }
  34. entryRemoved(true, key, value, null);
  35. }
  36. }

从注释上就可以看出,该方法就是不断移除LinkedHashMap中双向链表表头的元素,直到当前缓存大小小于或等于最大可缓存的大小。

由前面的重排序我们知道,对LinkedHashMap的put和get操作,都会让被操作的Entry移动到双向链表的表尾,而移除是从map.entrySet().iterator().next()开始的,也就是双向链表的表头的header的after开始的,这也就符合了LRU算法的需求。

下图表示了LinkedHashMap中删除、添加、get/put已存在的Entry操作。
红色表示初始状态
紫色表示缓存图片大小超过了最大可缓存大小时,才能够表头移除Entry1
蓝色表示对已存在的Entry3进行了get/put操作,把它移动到双向链表表尾
绿色表示新增一个Entry7,插入到双向链表的表尾(暂时不考虑在HashMap中的位置)

 

LinkedHashMap之Lru.png

5 总结

  1. LinkedHashMap是继承于HashMap,是基于HashMap和双向链表来实现的。
  2. HashMap无序;LinkedHashMap有序,可分为插入顺序和访问顺序两种。如果是访问顺序,那put和get操作已存在的Entry时,都会把Entry移动到双向链表的表尾(其实是先删除再插入)。
  3. LinkedHashMap存取数据,还是跟HashMap一样使用的Entry[]的方式,双向链表只是为了保证顺序。
  4. LinkedHashMap是线程不安全的。



作者:艺旭家
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