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深入剖析Java LinkedHashMap 源码:揭开有序 Map 的秘密

后端

作为一名技术博客创作专家,我很荣幸能为您献上这篇文章,以独到的观点深入分析 Java 中的 LinkedHashMap 源码。通过挖掘代码的奥秘,我们将了解有序 Map 的内部机制,并揭开其高效运行背后的原理。

LinkedHashMap 是 Java 集合框架中的一颗璀璨明珠,提供了一种有序且可预测的元素存储方式。与标准 HashMap 不同,它保留了元素的插入顺序,从而为需要保持插入顺序的应用程序提供了完美的解决方案。

源码解读:揭示 LinkedHashMap 的运作机制

要真正理解 LinkedHashMap,我们必须深入其源码。它的核心是一个双向链表,用于跟踪元素的插入顺序。每个条目都包含一个 key、一个 value 以及指向其前一个和后一个条目的引用。

class LinkedHashMap<K, V> extends HashMap<K, V> {
    private transient Entry<K, V> head;
    private transient Entry<K, V> tail;
}

核心操作:窥探 LinkedHashMap 的生命周期

插入:

当插入一个新的元素时,LinkedHashMap 会创建一个新的条目并将其添加到双向链表的末尾。

public V put(K key, V value) {
    // 省略其他代码

    Entry<K, V> newEntry = new Entry<K, V>(key, value, null, tail);
    // 省略其他代码
}

删除:

删除一个元素涉及从双向链表中移除相应的条目。

public V remove(Object key) {
    // 省略其他代码

    Entry<K, V> e = removeEntryForKey(key);
    // 省略其他代码
}

获取:

获取一个元素需要从双向链表中找到相应的条目。

public V get(Object key) {
    // 省略其他代码

    Entry<K, V> e = getEntry(key);
    if (e == null)
        return null;
    else
        return e.getValue();
}

性能优化:LinkedHashMap 的秘密武器

LRU 缓存:

LinkedHashMap 可以用作 LRU (最近最少使用) 缓存,通过从双向链表中移除最少使用的元素来实现。

protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) {
    // 省略其他代码

    removeEntryForKey(eldest.getKey());
    return true;
}

真实案例:LinkedHashMap 的应用场景

有序列表:

LinkedHashMap 可用于维护一个按插入顺序排列的有序列表。

LRU 缓存:

如前所述,LinkedHashMap 可用作 LRU 缓存,在缓存有限大小的情况下丢弃最少使用的元素。

总结:LinkedHashMap 的力量

通过深入了解 LinkedHashMap 源码,我们揭开了有序 Map 的奥秘。其双向链表结构、核心操作和性能优化技术共同创造了一个强大的数据结构,用于各种应用程序,从有序列表到 LRU 缓存。