LinkedHashMap集合继承于HashMap,学习LinkedHashMap重点对比LinkedHashMap与HashMap的异同特别强调两者的
Entry(节点)数据结构、数据结构的不同带来的特性差异、HashMap的后置处理机制及最少访问删除策略。
LinkedHashMap = HashMap + LinkedList ?
就像这幅图一样?

1. Entry(节点)数据结构
1.1. HashMap.Node
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> { final int hash; final K key; V value; Node<K,V> next; // … 构造、getKey/getValue/setValue、equals/hashCode 等 … }
字段说明:hash:key 的哈希值,key、value:存储的键值对,next:链表或树化时的链表指针。

1.2. LinkedHashMap.Entry
// 头节点 transient LinkedHashMap.Entry<K,V> head; // 尾节点 transient LinkedHashMap.Entry<K,V> tail; // 节点类 static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> { Entry<K,V> before, after; // 双向链表指针 Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) { super(hash, key, value, next); } }
新增字段说明:before、after:维护插入/访问顺序的双向链表;
链表头尾:在 LinkedHashMap 中,维护一个 head 和 tail 指针,插入时追加到尾部。

LinkedHashMap 数据结构就像它的名称一样Linked + HashMap,它是在HashMap的基础上,维护了一个双向链表。这个双向链表就像LinkedList一样,可以维护节点插入的顺序。
LinkedHashMap 数据结构是两种形态共存的数据结构
- 你可以忽略双向链表,把它看做普通的
HashMap; - 也可以忽略
HashMap,把它看作是双向链表。
如果你不想使用
LinkedHashMap,但又想要维护HashMap的插入顺序,那你可以在HashMap.put元素后,同时将该元素保存到LinkedList.add集合,但这样就需要你确保集合一致性,比如插入和删除。这么想想,还不如直接用LinkedHashMap集合较为稳妥。
其实LinkedHashMap 一部分源码为的就是维护HashMap与双向链表的一致性,及操作过程做的一些扩展。比如:节点创建时的双向链表尾部插入和HashMap的后置处理。
1.3. 两者对比
| 特性 | HashMap | LinkedHashMap |
|---|---|---|
| 底层数据结构 | 数组 + 链表/红黑树 | 数组 + 链表/红黑树 + 双向链表 |
| 迭代顺序 | 不保证顺序 | 按插入顺序(或访问顺序,可选) |
| 内存开销 | 较小 | 较大(每个节点额外维护链表指针) |
| 适用场景 | 一般的键值存取 | 需要按插入或访问顺序遍历 (如 LRU 缓存) |
1.4. 详细的数据结构案例
通过下面的案例图,清楚地看见每个节点的指向。
假设插入顺序为:22、23、45、89、25、38、49、28
插入完成后的数据结构如图,
图中信息含义: 当前节点信息只显示key值,next为下一个映射冲突节点;before为双链结构的上一节点,after为双链结构的下一节点;绿色虚线是整个LinkedHashMap的双链结构的连接关系。

可以清楚地看到,相比HashMap每个节点都需要多维护before和after节点,LinkedHashMap也就需要更多的空间。
2. 节点创建和转化重写
2.1. 创建Entry节点
链表节点创建的同时,通过linkNodeLast(p) 方法,维护双链结构的尾部插入
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; }
2.2. 树节点创建
红黑树节点创建的同时,通过linkNodeLast(p) 方法,维护双链结构的尾部插入
TreeNode<K,V> newTreeNode(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) { TreeNode<K,V> p = new TreeNode<K,V>(hash, key, value, next); linkNodeLast(p); return p; }
2.3. 节点转化
树节点转化为Entry节点和Entry节点转化树节点都做了重写,通过transferLinks(q, t);方法完成节点转化
Node<K,V> replacementNode(Node<K,V> p, Node<K,V> next) { LinkedHashMap.Entry<K,V> q = (LinkedHashMap.Entry<K,V>)p; LinkedHashMap.Entry<K,V> t = new LinkedHashMap.Entry<K,V>(q.hash, q.key, q.value, next); transferLinks(q, t); return t; } TreeNode<K,V> replacementTreeNode(Node<K,V> p, Node<K,V> next) { LinkedHashMap.Entry<K,V> q = (LinkedHashMap.Entry<K,V>)p; TreeNode<K,V> t = new TreeNode<K,V>(q.hash, q.key, q.value, next); transferLinks(q, t); return t; }
这些都是多态的简单应用,HashMap 引用指向不同的实例化子类,实现不同的功能。
3. HashMap 的后置处理(post-processing)
HashMap 本身在节点插入、访问、删除后并不做额外操作。LinkedHashMap 则通过重写以下钩子方法,在插入、访问或删除时维护自己的双链表结构。
3.1. 插入后
仅在evict=true 并且removeEldestEntry(first)==true时,插入后才需要移除头部节点
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); } }
3.2. 访问后
仅在 accessOrder = true 时,访问后需调整顺序;需要在LinkedHashMap 的构造方法中设定accessOrder的值。
void afterNodeAccess(Node<K,V> e) { LinkedHashMap.Entry<K,V> p = (LinkedHashMap.Entry<K,V>)e; // 将 p 移到双向链表尾部 moveNodeToLast(p); }
3.3. 删除后
只要节点作删除,LinkedHashMap集合就必须删除双链表上的Entry 节点
void afterNodeRemoval(Node<K,V> e) { // 将 e 从双向链表中摘除 unlinkNode((LinkedHashMap.Entry<K,V>)e); }
这三步合称为 后置处理,保证在 put、get、remove 等操作时,链表结构的正确维护。
但是、
为什么LinkedHashMap集合在插入完成后,需要多做一步删除头节点的操作呢?
为什么访问完成后需要将访问节点移动到双链表的尾部呢?
4. 最少访问删除策略
👉 为什么是 LinkedHashMap 而不是 HashMap:
LinkedHashMap 在 HashMap 基础上,增加了 双向链表,用来记录:插入顺序(默认)或访问顺序(accessOrder = true 时)
这就可以实现:记录最近访问的节点(最近访问的放到链表尾部);删除最久未访问的节点(链表头)
4.1. 核心方法
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) { return false; // 默认不删除 }
这是一个 钩子,这个钩子removeEldestEntry(first) 在插入后缀处理中调用,LinkedHashMap 的源码如下:
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); } }
你可以自己重写,制定属于自己的处理策略:
LinkedHashMap<K,V> lru = new LinkedHashMap<K,V>(16, 0.75f, true) { protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) { return size() > 100; // 超过 100 个就删除最老的 } };
当每次 put 后:afterNodeInsertion 调用 removeEldestEntry,如果返回 true,就从链表头删除最老节点
总结:
LinkedHashMap用removeEldestEntry+accessOrder=true可实现简单 LRU 缓存。
HashMap不自带任何访问追踪或自动删除机制,必须由使用者自己实现。
4.2. LRU缓存例子
LRU 缓存(Least Recently Used Cache,最近最少使用缓存)是一种常用的 缓存淘汰策略,它的核心思想是:
如果数据最近被访问过,那么将来被访问的可能性也更高;反之则淘汰。
规定固定大小为4的缓存容器,源码如下
public class LRUDemo { public static void main(String[] args) { // 指定只能缓存四个数据 LinkedHashMap<String, String> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>(16, 0.75f, true) { protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<String, String> eldest) { return size() > 4; } }; linkedHashMap.put("A","1"); linkedHashMap.put("B","2"); linkedHashMap.put("C","3"); linkedHashMap.put("D","4"); printOrder(linkedHashMap); linkedHashMap.get("B"); // B 被访问,移到末尾 printOrder(linkedHashMap); linkedHashMap.put("E","5"); // 淘汰最老的 A printOrder(linkedHashMap); } public static void printOrder(LinkedHashMap<String, String> linkedHashMap ) { System.out.print("数据结构:" + "n[head]"); for (Map.Entry<String, String> entry : linkedHashMap.entrySet()) { System.out.print(" ⇄ " + entry.getKey()); } System.out.println(" ⇄ [tail]n"); } }
执行输出结果如下:
数据结构:
[head] ⇄ A ⇄ B ⇄ C ⇄ D ⇄ [tail]
数据结构:
[head] ⇄ A ⇄ C ⇄ D ⇄ B ⇄ [tail]
数据结构:
[head] ⇄ C ⇄ D ⇄ B ⇄ E ⇄ [tail]
5. HashMap与LinkedHashMap区别汇总
| 对比维度 | HashMap | LinkedHashMap |
|---|---|---|
| 节点类型 | HashMap.Node |
LinkedHashMap.Entry(继承自 HashMap.Node) |
| 顺序保证 | 无 | 按插入顺序或访问顺序 |
| 额外字段 | next |
next + before + after |
| 内存消耗 | 较低 | 较高(每个节点多两个引用) |
put 后置处理 |
无 | afterNodeInsertion(链表尾部插入 + 可选淘汰) |
get 后置处理 |
无 | afterNodeAccess(访问时链表重排序,仅 accessOrder = true) |
remove 后置处理 |
无 | afterNodeRemoval(从链表中摘除) |
| 用途 | 高效快速随机存取 | 需要遍历顺序、实现 LRU 缓存、保持可预测迭代顺序 |
通过上述对比,可以看出 LinkedHashMap 只是对 HashMap 的轻量增强:
- 核心额外逻辑:在每次增删改查操作后,钩入双向链表维护;
- 额外空间开销:每个节点多俩指针;
- 功能收益:可提供插入顺序或访问顺序的迭代、可实现基于访问顺序的缓存淘汰(如 LRU)。
6. 总结
LinkedHashMap集合继承于HashMap,重点对比 LinkedHashMap 与 HashMap 不同的数据结构的带来的特性差异;为什么需要LinkedHashMap这种两种形态共存的数据结构;以及通过HashMap 的后置处理机制轻松实现数据结构的功能扩展;并且对LinkedHashMap最少访问删除策略LRU做了简单案例演示。
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