JDK JDK原始碼分析 LinkedList

概述

相較於 arraylist，linkedlist 在平時使用少一些。

linkedlist 內部是乙個雙向鍊錶，並且實現了 list 介面和 deque 介面，因此它也具有 list 的操作以及雙端佇列和棧的性質。雙向鍊錶的結構如下：

前文分析了 queue 和 deque 介面，正是因為 linkedlist 實現了 deque 介面。linkedlist 的繼承結構如下：

結點類 node

檢視 linkedlist 的原始碼可發現它內部有個巢狀類 node，**如下：

private
static
class node
}

linkedlist 是雙向鍊錶的實現，而該 node 類則是鍊錶的結點。

此外，linkedlist 還有幾個成員變數如下：

//
list 的長度
transient
int size = 0;
//煉表頭結點
transient nodefirst;
//鍊錶尾結點
transient nodelast;

構造器linkedlist 有兩個構造器，如下：

public
linkedlist() 
public linkedlist(collection extends e>c)

ps: 由於鍊錶的容量可以一直增加，因此沒有指定容量的構造器。

其中第乙個為無參構造器；第二個為使用指定的集合構造，並呼叫 addall()，繼續跟進該方法，**如下：

public
boolean addall(collection extends e>c) 
public
boolean addall(int index, collection extends e>c) 
else 
//迴圈將陣列中的元素插入到鍊錶
for(object o : a) 
//若插入到末尾，則陣列中的最後乙個元素就是尾結點
if (succ == null
) else
size +=numnew;
modcount++;
return
true
;}

其中 node(index) 方法為獲取指定位置的結點，**如下：

nodenode(int
index) 
else
}

該方法通過遍歷鍊錶獲取指定的元素。

值得注意的是，該方法並非直接從頭到尾遍歷整個鍊錶，而是先判斷下標的位置，若在前一半則從前往後遍歷；否則就從後往前遍歷。這樣能減少遍歷結點的個數。

ps: 前文「資料結構與演算法筆記（一）」對鍊錶進行過分析，由於其記憶體空間非連續，因此不支援隨機訪問（下標訪問）。所以，查詢某個結點是通過遍歷整個鍊錶來實現的。

與此同時，get(index) 方法內部也是這樣實現的：

public e get(int
index)

常用方法之前分析 queue 和 deque 的時候提到：queue 中的方法在 deque 中都有對應的。下面簡單分析 linkedlist 中一些常用的方法。

新增結點方法：add(), addlast(), offerlast()

public
boolean
offerlast(e e) 
public
void
addlast(e e) 
public
boolean
add(e e)

可以看到他們都是呼叫了同乙個方法 linklast(e) 實現的，如下：

void
linklast(e e)

該操作就是將指定的結點新增到鍊錶末尾。

刪除結點方法：poll(), pollfirst(), removefirst()

public
e poll() 
public
e pollfirst() 
public
e removefirst()

可以看到這三個方法都是呼叫 unlinkfirst() 方法實現的，其**如下：

private e unlinkfirst(nodef)

該方法的操作就是從鍊錶頭部移除乙個結點。

向單鏈表插入和刪除結點的操作示意圖如下（雙鏈錶比這裡多了前驅結點）：

棧的入棧（push）和出棧（pop）操作：

public
void
push(e e) 
public
e pop()

可以看到這兩個方法直接呼叫了雙端佇列的實現方法。即，該棧是乙個「鏈式棧」。

執行緒安全性

執行緒安全的概念不再贅述。分析以下場景：

若有執行緒 t1 對 linkedlist 進行遍歷，同時執行緒 t2 對其進行結構性修改。

對 linkedlist 的遍歷是通過 listiterator(index) 方法實現的，如下：

public listiteratorlistiterator(int
index) 
private
class listitr implements listiterator
public
e next() 
public
void
remove() 
//...
//是否有其他執行緒對當前物件進行結構修改
final
void
checkforcomodification() 
}

該類的 next(), add(e) 等方法在執行時會檢測 modcount 與建立時是否一致（checkforcomodification() 方法），從而判斷是否有其他執行緒對該物件進行了結構修改，若有則丟擲 concurrentmodificationexception 異常。

因此，linkedlist 是執行緒不安全的。

小結

1. linkedlist 內部是「雙向鍊錶」，同時實現了 list 介面和 deque 介面，因此也具備 list、雙端佇列和棧的性質；

2. 執行緒不安全。

stay hungry, stay foolish.

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