LinkedHashMap 的理解以及藉助其實現LRU

LinkedHashMap中有一個引數 accessOrder，這個引數定義了LinkedHashMap的訪問順序。

LinkedHashMap中繼承了Node，給Node新增了2個新的屬性before和after

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);
    }
}
 

put方法

put方法LinkedHashMap沒有重寫，使用的是HashMap的put,但是其中還是有不同，重寫了其中幾個方法，先看程式碼：

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
               boolean evict) {
    Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
        n = (tab = resize()).length;
    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
		//重寫newNode方法
        tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
    else {
        Node<K,V> e; K k;
        if (p.hash == hash &&
            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            e = p;
        else if (p instanceof TreeNode)
            e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
        else {
            for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                if ((e = p.next) == null) {
					//重寫newNode方法
                    p.next = newNode(hash, key, value, null);
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                        treeifyBin(tab, hash);
                    break;
                }
                if (e.hash == hash &&
                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    break;
                p = e;
            }
        }
        if (e != null) { // existing mapping for key
            V oldValue = e.value;
            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                e.value = value;
			//重寫afterNodeAccess
            afterNodeAccess(e);
            return oldValue;
        }
    }
    ++modCount;
    if (++size > threshold)
        resize();
	//重寫afterNodeInsertion
    afterNodeInsertion(evict);
    return null;
}
 

看下重寫的這幾個方法：

newNode方法:

實現了每呼叫一次newNode方法，利用before和after節點可把新節點插入到隊尾。保證了一種呼叫newNode的順序。

Node<K,V> newNode(int hash, K key, V value, Node<K,V> e) {
    LinkedHashMap.Entry<K,V> p =
        new LinkedHashMap.Entry<K,V>(hash, key, value, e);
    linkNodeLast(p);
    return p;
}


private void linkNodeLast(LinkedHashMap.Entry<K,V> p) {
    LinkedHashMap.Entry<K,V> last = tail;
    tail = p;
    if (last == null)
        head = p;
    else {
        p.before = last;
        last.after = p;
    }
}
 

afterNodeAccess方法：

在put一個已存在的key時且 accessOrder 為true 時會呼叫，此方法會這個節點放到隊伍的最後。

void afterNodeAccess(Node<K,V> e) { // move node to last
    LinkedHashMap.Entry<K,V> last;
    if (accessOrder && (last = tail) != e) {
        LinkedHashMap.Entry<K,V> p =
            (LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;
        p.after = null;
        if (b == null)
            head = a;
        else
            b.after = a;
        if (a != null)
            a.before = b;
        else
            last = b;
        if (last == null)
            head = p;
        else {
            p.before = last;
            last.after = p;
        }
        tail = p;
        ++modCount;
    }
}

afterNodeInsertion方法

有新的Node時會呼叫，預設removeEldestEntry返回false,所以這一個方法什麼都不做。不過可以看下如果返回不是false，則會刪除head節點。這也是實現LRU的一個基礎。

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);
    }
}

protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) {
    return false;
}

get方法

get方法 會在accessOrder為true時把這個節點放到以before ,after為基礎的一個雙向連結串列的隊尾。

public V get(Object key) {
    Node<K,V> e;
    if ((e = getNode(hash(key), key)) == null)
        return null;
    if (accessOrder)
        afterNodeAccess(e);
    return e.value;
}

foreach,keySet,entrySet遍歷方法

所有的遍歷在LinkedHashMap裡都會重寫，都是按照以before ,after為基礎的一個雙向連結串列的順序進行遍歷。

accessOrder變數

從上面的get和put過程可以發現，access為false時,則雙向連結串列會變成一個按照插入順序的連結串列。如果為true,則會變成按照訪問順序的一個連結串列。

如何藉助LinkedHashMap來實現LRU

上面看到有一個方法removeEldestEntry，預設返回false，這個方法，顧名思義就是刪除雙向連結串列最開頭的頭部節點。

所以要實現LRU,只需要這樣即可：

傳入accessOrder為true,重寫removeEldestEntry，根據快取目標設定的size來決定在達到多少時來進行remove。

class LRU<K,V> extends LinkedHashMap<K, V>{
	public LRU(int initialCapacity,
            float loadFactor,
            boolean accessOrder) {
		super(initialCapacity,loadFactor,accessOrder);
	}
	
	@Override
	protected boolean removeEldestEntry(java.util.Map.Entry<K, V> eldest) {
		if (this.size()>4) {
			return true;
		}
		return super.removeEldestEntry(eldest);
	}


}