LinkedHashMap常用方法源码

类介绍（注释）

add、contains、remove 方法，时间复杂度是O(1)。
LinkedHashMap的遍历耗时，与_capacity无关，与map的size（元素多少）呈线性。_
HashMap的遍历，可能比_LinkedHashMap更耗时，其和_capacity呈线性关系。
LinkedHashMap是非线程安全的，并发出错时，会快速失败，抛出ConcurrentModificationException。可以使用_Collections.synchronizedMap(new LinkedHashMap(…));_
LinkedHashMap非常适合于构建LRU缓存（least-recently Used）。
并不是所有的adds、delete操作都会造成LinkedHashMap结构的变更。

_insertion-ordered 模式下，_修改一个已经存在的key，对应的值，并不会造成结构的变更
access-ordered 模式下，get将造成结构的变更

LinkedHashMap的一些概念

// 头结点，同时也是最早插入的节点。
transient LinkedHashMap.Entry<K,V> head;

// 尾结点，同时也是最后插入的节点。
transient LinkedHashMap.Entry<K,V> tail;


// 继承 Node，为数组的每个元素增加了 before 和 after 属性。
// LinkedHashMap 的数据结构很像是把 LinkedList 的每个元素换成了 HashMap 的 Node，像是两者的结合体.
// 也正是因为增加了这些结构，从而能把 Map 的元素都串联起来，形成一个链表，而链表就可以保证顺序了，就可以维护元素插入进来的顺序。
static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
    Entry<K,V> before, after;
    Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
        super(hash, key, value, next);
    }
}

// 控制两种访问模式的字段，默认 false
// true 按照访问顺序，会把经常访问的 key 放到队尾
// false 按照插入顺序提供访问
final boolean accessOrder;

常用方法分析

LinkedHashMap() (无参构造方法)

LinkedHashMap 在无参构造方法中，将accessOrder设置为false，即按照插入顺序访问。它的_capacity、与HashMap的默认的一致，为16、0.75。

public LinkedHashMap() {
    super();
    accessOrder = false;
}

LinkedHashMap按顺序插入节点（put）

首先，put是直接调用HashMap#put方法。从LinkedHashMap 的重要概念中，可以看到，存在一个继承了HashMap.Node的Entry。
当前put时，即会创建LinkedHashMap#Entry对象。并且，LinkedHashMap中重写了HashMap#put中调用的newNode、afterNodeInsertion、afterNodeAccess方法。
put的具体流程，可以参照HashMap源码。这里来看LinkedHashMap重写的newNode方法。

Node<K,V> newNode(int hash, K key, V value, Node<K,V> e) {
    // 创建新节点
    LinkedHashMap.Entry<K,V> p = new LinkedHashMap.Entry<K,V>(hash, key, value, e);
    // 将节点加到链表尾部
    linkNodeLast(p);
    return p;
}

// link at the end of list
private void linkNodeLast(LinkedHashMap.Entry<K,V> p) {
    // 备份尾节点
    LinkedHashMap.Entry<K,V> last = tail;
    // 将新插入的节点，作为尾节点
    tail = p;
    
    // 如果原先尾节点为null（原先链表为空，现在有一个元素）
    if (last == null)
        // 将p也作为头结点（只有一个元素的链表，head=tail=唯一的元素）
        head = p;
    else {
        // 链表有数据，则建立 前后 指向
        p.before = last;
        last.after = p;
    }
}

LinkedHashMap 通过新尾节点，给每个节点增加 before、after 属性，每次新增时，都把节点追加到尾节点等手段，在新增的时候，就已经维护了按照插入顺序的链表结构了。

遍历

LinkedHashMap可以通过以下，实现的Map接口中的方法，进行遍历。

当然，也可以通过迭代器来进行遍历。如map.entrySet().iterator();得到迭代器，再通过hasNext方法判断是否有下一个节点后，最后通过next来访问下一个节点。
其中的实现都依赖LinkedHashIterator。

final class LinkedEntryIterator extends LinkedHashIterator implements Iterator<Map.Entry<K,V>> {
    public final Map.Entry<K,V> next() { 
        return nextNode(); 
    }
}

// 下个节点
LinkedHashMap.Entry<K,V> next;
// 当前节点
LinkedHashMap.Entry<K,V> current;
// 期望的结构版本号
int expectedModCount;

// 构造方法
LinkedHashIterator() {
    // 初始化时，头结点即为 next
    next = head;
    expectedModCount = modCount;
    current = null;
}

// 是否还有下个节点
public final boolean hasNext() {
    return next != null;
}

// 获取下个节点
final LinkedHashMap.Entry<K,V> nextNode() {
    LinkedHashMap.Entry<K,V> e = next;
    
    // 判断结构版本号 是否有变更。有变更的话抛出错误
    if (modCount != expectedModCount)
        throw new ConcurrentModificationException();
    
    // 没有下个节点
    if (e == null)
        throw new NoSuchElementException();
    
    // 有下个节点，通过e.after，取得下个节点，并赋值给next
    current = e;
    next = e.after;
    
    // 返回当前节点
    return e;
}

LRU 最近最少使用

使用示例

这里，是采用了LinkedHashMap的三个参数的构造方法，其源码如下。其中最主要的，是指定了accessOrder为true （默认为false）。 true 按照访问顺序，会把经常访问的 key 放到队尾，get时会造成结构的变更； false 按照插入顺序提供访问。

public LinkedHashMap(int initialCapacity,
                     float loadFactor,
                     boolean accessOrder) {
    super(initialCapacity, loadFactor);
    this.accessOrder = accessOrder;
}

LRU大概的意思就是经常访问的元素会被追加到队尾，这样不经常访问的数据自然就靠近队头，然后我们可以通过设置删除策略，比如当 Map 元素个数大于3时。

public static void main(String[] args) {
    // 初始化时，主要指定了accessOrder为true
    LinkedHashMap<String, Object> map = new LinkedHashMap<String, Object>(16,0.75f,true) {

        @Override
        protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<String, Object> eldest) {
            return this.size() > 3;
        }
    };

    // 放入元素
    map.put("1",1);
    map.put("2",2);
    map.put("3",3);
    map.put("4",4);

    // 输出，并测试LRU策略
    System.out.println(map);
    map.get("2");
    System.out.println(map);
    map.get("3");
    System.out.println(map);
    map.get("4");
    System.out.println(map);
}
// {2=2, 3=3, 4=4}
// {3=3, 4=4, 2=2}
// {4=4, 2=2, 3=3}
// {2=2, 3=3, 4=4}

可以看到：我们往map中放置四个元素，但输出结果只有三个元素。1 不见了，这个是因为在每次put时，会调用afterNodeInsertion方法。该方法在允许删除节点时，并在removeEldestEntry方法返回true的情况下，（我们在用例中重写了removeEldestEntry方法）会移除头节点。源码如下：

void afterNodeInsertion(boolean evict) { // possibly remove eldest
    LinkedHashMap.Entry<K,V> first;
    if (evict && (first = head) != null && removeEldestEntry(first)) {
        K key = first.key;
        removeNode(hash(key), key, null, false, true);
    }
}

当我们调用get方法后，发现输出的元素顺序发生改变。被访问元素移动到链表尾部，这个体现了最经常被访问的节点会被移动到链表尾部。在调用get后，头节点即为最早插入-最少被访问的节点。

get方法源码

public V get(Object key) {
    Node<K,V> e;
    if ((e = getNode(hash(key), key)) == null)
        return null;
    
    // accessOrder为true时，才会去将访问的元素，放到链表尾部
    if (accessOrder)
        afterNodeAccess(e);
    return e.value;
}