博文出处：LinkedList内部原理解析，欢迎大家关注我的博客，谢谢！
注：本文解析的 LinkedList 源代码基于 Java 1.8 。
Header
List 集合中，之前分析了 ArrayList ，还剩下了 LinkedList 没有分析过。那么趁着今天有空，就把 LinkedList 的内部原理来讲讲吧。
LinkedList 是有序并且可以元素重复的集合，底层是基于双向链表的。也正因为是链表，所以也就没有动态扩容的步骤了。
源码分析
构造方法
public LinkedList() {
}
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
}
构造方法一个是默认的，另外一个是传入一个集合，然后调用 addAll 方法添加集合所有的元素。
Node
LinkedList 既然作为链表，那么肯定会有节点了，我们看下节点的定义：
private static class Node<E> {
E item;
Node<E> next;
Node<E> prev;
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
每个节点都包含了前一个节点 prev 以及后一个节点 next ，item 就是要当前节点要存储的元素。
add(E e)
public boolean add(E e) {
// 直接往队尾加元素
linkLast(e);
return true;
}
void linkLast(E e) {
// 保存原来链表尾部节点，last 是全局变量，用来表示队尾元素
final Node<E> l = last;
// 为该元素 e 新建一个节点
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
// 将新节点设为队尾
last = newNode;
// 如果原来的队尾元素为空，那么说明原来的整个列表是空的，就把新节点赋值给头结点
if (l == null)
first = newNode;
else
// 原来尾结点的后面为新生成的结点
l.next = newNode;
// 节点数 +1
size++;
modCount++;
}
在 linkLast(E e) 中，先去判断了原来的尾节点是否为空。如果尾节点是空的，那么就说明原来的列表是空的。会将头节点也指向该元素；如果不为空，直接在后面追加即可。
其实在 first 之前，还有一个为 null 的 head 节点。head 节点的 next 才是 first 节点。
add(int index, E element)
public void add(int index, E element) {
// 检查 index 有没有超出索引范围
checkPositionIndex(index);
// 如果追加到尾部，那么就跟 add(E e) 一样了
if (index == size)
linkLast(element);
else
// 否则就是插在其他位置
linkBefore(element, node(index));
}
在 add(int index, E element) 中主要就看 linkBefore(element, node(index)) 方法了。注意到有一个 node(index) ，好奇究竟做了什么操作？
Node<E> node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
// 如果 index 在前半段，从前往后遍历获取 node
if (index < (size >> 1)) {
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else {
// 如果 index 在后半段，从后往前遍历获取 node
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
原来是为了索引得到 index 对应的节点，在速度上做了算法优化。
得到 Node 后，就会去调用 linkBefore(element, node) 。
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
// 保存 index 节点的前节点
final Node<E> pred = succ.prev;
// 新建一个目标节点
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
succ.prev = newNode;
// 如果是在开头处插入的话
if (pred == null)
first = newNode;
else
pred.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
这段代码和之前的很类似，了解链表节点插入的同学对这段代码应该很 easy 了。
addAll(Collection<? extends E> c)
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
return addAll(size, c);
}
在 addAll(Collection<? extends E> c) 内部直接调用的是 addAll(int index, Collection<? extends E> c) 。
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
// index 索引范围判断
checkPositionIndex(index);
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
if (numNew == 0)
return false;
// 保存之前的前节点和后节点
Node<E> pred, succ;
// 判断是在尾部插入还是在其他位置插入
if (index == size) {
succ = null;
pred = last;
} else {
succ = node(index);
pred = succ.prev;
}
for (Object o : a) {
@SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
// 如果前节点是空的，就说明是在头部插入了
if (pred == null)
first = newNode;
else
pred.next = newNode;
pred = newNode;
}
if (succ == null) {
last = pred;
} else {
pred.next = succ;
succ.prev = pred;
}
size += numNew;
modCount++;
return true;
}
addAll(int index, Collection<? extends E> c) 其实就是相当于多次进行 add(int index, E element) 操作，在内部循环添加到链表上。
get(int index)
public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
在内部调用了 node(index) 方法，而 node(index) 方法在上面已经分析过了。就是判断在前半段还是在后半段，然后遍历得到即可。
remove(int index)
public E remove(int index) {
checkElementIndex(index);
return unlink(node(index));
}
remove(int index) 中调用了 unlink(Node<E> x) 方法来移除该节点。
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;
// 如果要删除的是头节点，那么设置头节点为下一个节点
if (prev == null) {
first = next;
} else {
// 设置该节点的前节点的 next 为该节点的 next
prev.next = next;
x.prev = null;
}
// 如果要删除的是尾节点，那么设置尾节点为上一个节点
if (next == null) {
last = prev;
} else {
// 设置该节点的下一个节点的 prev 为该节点的 prev
next.prev = prev;
x.next = null;
}
// 设置 null 值，size--
x.item = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
remove(Object o)
public boolean remove(Object o) {
if (o == null) {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.item == null) {
unlink(x);
return true;
}
}
} else {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.item)) {
unlink(x);
return true;
}
}
}
return false;
}
remove(Object o) 的代码就是遍历链表，然后得到相等的值就把它 unlink(x) 了。至于 unlink(Node<E> x) 的代码，上面已经分析过啦。
set(int index, E element)
public E set(int index, E element) {
checkElementIndex(index);
Node<E> x = node(index);
E oldVal = x.item;
// 设置 x 节点的值为新值，然后返回旧值
x.item = element;
return oldVal;
}
clear()
public void clear() {
// 遍历链表，然后一一删除置空
for (Node<E> x = first; x != null; ) {
Node<E> next = x.next;
x.item = null;
x.next = null;
x.prev = null;
x = next;
}
first = last = null;
size = 0;
modCount++;
}
Footer
LinkedList 相对于 ArrayList 来说，源码会复杂一点。因为涉及到了链表，所以会有 prev 和 next 之分。但是静下心来阅读，还是可以看懂的。
基础集合类的源码都看得差不多了，目前为止一共分析了 ArrayList、LinkedList、HashMap 和 HashSet 四个类。
之后有空的话还有更多的集合类会进行源码解析，那么好好努力吧。
