前言
LinkedList在我们平时工作中使用频率非车高，底层是基于双向链表数据结构实现，下面从经常使用的几个方法来了解其原理。
正文
结构
我们先看下LinkedList的重要属性
/**
存储链表数量
*/
transient int size = 0;
/**
存储链表的头节点
*/
transient Node<E> first;
/**
存储链表的尾节点
*/
transient Node<E> last;
/**
* 节点
*/
private static class Node<E> {
//存储数据
E item;
//指向上个节点的引用
Node<E> next;
//指向下个节点的引用
Node<E> prev;
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
添加方法
方法：add(E e)
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
方法：add(int index, E element)
public void add(int index, E element) {
//校验下标范围是否在链表范围内
checkPositionIndex(index);
//插入位置等于链表容量大小，证明是需要插入到尾部。
//因为下标是从0算起的，所以链表中size大小的位置肯定是为空的。
if (index == size)
linkLast(element);
else
//找出下标对应链表中的节点，并在其前面进行插入
linkBefore(element, node(index));
}
这里会根据下标找出当前链表中的那个节点，然后在其前面位置进行插入，相当于顶替了其位置，将原来那个节点挤到它的后面去。
查找过程如下：
方法：linkLast(E e)
void linkLast(E e) {
//保存一下尾节点
final Node<E> l = last;
//创建一个新的节点，并对其属性进行赋值。将e作为其数据值，
//将其上节点指向l，将下节点指向null
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
//将链表的尾部引用指向新添加的节点
last = newNode;
//如果头节点为空，证明新创的节点为该链表中的第一个
if (l == null)
first = newNode;
else
//将新节点与之前的尾节点进行关联
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
该方法采用尾插法，将数据放到尾部。
方法：linkBefore(E e, Node succ)
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
//保存其上个节点引用的值
final Node<E> pred = succ.prev;
//新建节点，将其下个节点引用指向succ，也就是上面通过下标查找出来的那个节点
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
//将succ上个节点指向新插入的节点，建立关联
succ.prev = newNode;
if (pred == null)
//进入这里，证明之前通过下标查找出来的值是个头节点
first = newNode;
else
//将上节点的引用指向新节点
pred.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
方法：linkFirst(E e)
private void linkFirst(E e) {
//保存第一个节点
final Node<E> f = first;
//创建新节点，将尾部指向当前链表的头节点，其上节点赋值为null
final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
first = newNode;
if (f == null)
//进入这里代表当前链表是空的，所以尾部节点赋值为新插入节点
last = newNode;
else
//将之前链表的头节点与新插入节点建立连接
f.prev = newNode;
//统计值
size++;
modCount++;
}
查询方法
方法：get(int index)
public E get(int index) {
//校验下标是否在链表当前容量大小范围内
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
Node<E> node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
//将二进制位右移动1位，相当于除2
//看是位于左边还是右边
if (index < (size >> 1)) {
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else {
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
通过二切法可以提高查询效率。
方法：peek()
public E peek() {
//获取头节点值
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : f.item;
}
方法：poll()
public E poll() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
}
获取头节点值，并移除头节点
删除方法
方法：remove()
public E remove() {
return removeFirst();
}
public E removeFirst() {
final Node<E> f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkFirst(f);
}
private E unlinkFirst(Node<E> f) {
// assert f == first && f != null;
final E element = f.item;
final Node<E> next = f.next;
f.item = null;
f.next = null; // help GC
first = next;
if (next == null)
last = null;
else
next.prev = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
方法：remove(int index)
public E remove(int index) {
checkElementIndex(index);
return unlink(node(index));
}
E unlink(Node<E> x) {
// assert x != null;
final E element = x.item;
final Node<E> next = x.next;
final Node<E> prev = x.prev;
//如果要移除节点的上个节点为空，则将其下个节点置为空
if (prev == null) {
first = next;
} else {
//让上个节点指向其的下个节点，将待删除节点从链表抽出来
prev.next = next;
x.prev = null;
}
if (next == null) {
last = prev;
} else {
//让下个节点的上节点指向其的上个节点，将待删除节点从链表抽出来
next.prev = prev;
x.next = null;
}
//将值置为NULL
x.item = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
总结
链表不需要指定容量，只要内存够大，就可以一直存储下去。链表存储时，分配完内存空间后，只需要将引用进行关联就可以，比起ArrayList可能会造成空间移动，效率高得多。但是在存储时，我们看到它是采用遍历的方式，进行下标查询，随便使用了二分进行切割，但在数据量大的情况下自旋时间长，对CPU的消耗比较大。
