LinkedHashMap详解：保持插入顺序的Map实现

本篇文章主要是结合我之前面试的各种经历和实战开发中遇到的问题解决经验整理的，希望这篇《LinkedHashMap作用解析：保持插入顺序的Map实现》对你有很大帮助！欢迎收藏，分享给更多的需要的朋友学习~

LinkedHashMap与HashMap的区别在于前者维护插入顺序，后者不保证顺序。1.LinkedHashMap继承HashMap并用双向链表记录顺序，遍历时按插入顺序访问；2.HashMap查找效率更高但无序；3.当需要顺序或实现LRU缓存时应使用LinkedHashMap；4.LinkedHashMap通过accessOrder参数和removeEldestEntry方法支持LRU策略；5.其迭代性能略低于HashMap但空间开销稍大。

LinkedHashMap在Java中主要作用是提供一个可以记住键值对插入顺序的Map实现。这意味着当你遍历LinkedHashMap时，你会按照元素被添加到Map中的顺序访问它们。这在某些需要维护元素顺序的场景下非常有用。

保持插入顺序的Map实现

LinkedHashMap继承自HashMap，但它通过维护一个双向链表来记录元素的插入顺序。因此，它在HashMap的基础上增加了顺序性。

LinkedHashMap与HashMap的区别是什么？什么时候应该使用LinkedHashMap？

HashMap不保证元素的顺序，而LinkedHashMap保证元素的插入顺序。当你需要按照元素插入的顺序来遍历Map时，应该使用LinkedHashMap。例如，LRU缓存的实现就非常适合使用LinkedHashMap。HashMap查找效率更高（平均情况下），但是不保证顺序。LinkedHashMap在迭代时会有额外的开销，因为它需要维护链表。

具体来说，如果你的应用场景对顺序没有要求，且性能是首要考虑因素，那么HashMap可能是更好的选择。但如果顺序很重要，或者你需要实现一些特殊的缓存策略（如LRU），那么LinkedHashMap就是理想的选择。

LinkedHashMap是如何实现保持插入顺序的？

LinkedHashMap内部维护了一个双向链表，它连接了所有Map中的Entry。每次插入或访问元素时，LinkedHashMap会更新这个链表，以保证链表中元素的顺序与插入顺序一致。

具体来说，LinkedHashMap内部的Entry类除了包含key、value和hash值外，还包含before和after两个指针，分别指向链表中的前一个和后一个Entry。当put一个新的键值对到LinkedHashMap中时，新的Entry会被添加到链表的末尾。当访问一个已存在的键值对时，如果accessOrder设置为true（默认是false，即保持插入顺序），那么这个Entry会被移动到链表的末尾。

如何使用LinkedHashMap实现一个简单的LRU缓存？

LRU (Least Recently Used) 缓存是一种常见的缓存淘汰策略，它会移除最近最少使用的元素。使用LinkedHashMap可以很容易地实现一个LRU缓存。

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;

public class LRUCache<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> {
    private int capacity;

    public LRUCache(int capacity) {
        super(capacity, 0.75f, true); // accessOrder = true
        this.capacity = capacity;
    }

    @Override
    protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) {
        return size() > capacity;
    }

    public static void main(String[] args) {
        LRUCache<String, Integer> cache = new LRUCache<>(3);
        cache.put("A", 1);
        cache.put("B", 2);
        cache.put("C", 3);
        System.out.println(cache); // {A=1, B=2, C=3}

        cache.get("A");
        System.out.println(cache); // {B=2, C=3, A=1}

        cache.put("D", 4);
        System.out.println(cache); // {C=3, A=1, D=4}  B被移除了
    }
}

这段代码的关键在于LinkedHashMap的构造函数中的accessOrder = true，以及重写removeEldestEntry方法。当accessOrder为true时，每次访问元素都会将其移动到链表末尾。removeEldestEntry方法会在每次put新元素时被调用，如果返回true，则会移除链表头部的元素，也就是最久未使用的元素。

LinkedHashMap的性能如何？与HashMap相比有什么差异？

LinkedHashMap在插入和删除操作上的性能与HashMap相似，都是O(1)（平均情况下）。但是，由于LinkedHashMap需要维护一个双向链表，所以在迭代时会有额外的开销。HashMap的迭代时间复杂度是O(capacity)，而LinkedHashMap的迭代时间复杂度是O(size)，其中capacity是HashMap的容量，size是Map中元素的数量。因此，当Map中的元素数量远小于容量时，LinkedHashMap的迭代性能可能会更好。

总的来说，如果对顺序有要求，且Map中的元素数量不大，那么LinkedHashMap的性能是可以接受的。但如果对性能要求非常高，且不需要保证顺序，那么HashMap可能更适合。另外，需要注意的是，LinkedHashMap的空间复杂度略高于HashMap，因为它需要额外的空间来存储链表节点。

本篇关于《LinkedHashMap详解：保持插入顺序的Map实现》的介绍就到此结束啦，但是学无止境，想要了解学习更多关于文章的相关知识，请关注golang学习网公众号！