Java集合系列[3]-LinkedList分析与源码解析

概述

之前介绍了 ArrayList 的整体架构。接下来我们来继续看List的另一个实现 LinkedList。主要分为以下部分：

• 第一部分 AbstractSequentialList简介
• 第二部分 LinkedList简介
• 第三部分 数据结构分析
• 第四部分 源码分析
• 第五部分 遍历方式

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AbstractSequentialList简介

在介绍LinkedList之前，我们先介绍下AbstractSequentailList，因为它是LinkedList是它的子类。

AbstractSequentialList 的定义如下：

public abstract class AbstractSequentialList<E> extends AbstractList<E>

AbstractSequentialList 实现了List接口中的大部分方法，让其他类的实现者花费更小的精力去实现一个可以顺序访问的列表。如果要实现随机访问，应该优先使用AbstractList这个类。

This class is the opposite of the AbstractList class in the sense that it implements the “random access” methods (get(int index), set(int index, E element), add(int index, E element) and remove(int index)) on top of the list’s list iterator, instead of the other way around.

上面这段话的意思是：”随机访问”方法（get(int index), set(int index, E element), add(int index, E element) 和 remove(int index)）是在列表的列表迭代器的基础上实现的，而不是反过来。在这种理解下，这个类的实现其实是与AbstractList类相反的（译者注：因为AbstractList是在真正的随机访问的数据结构上实现的）。

此外，如果我们要通过AbstractSequentailList实现自己的列表，只需要扩展此类，并提供 ListIterator() 和 Size() 方法的实现即可。若要实现不可修改的列表，则只需要实现列表迭代器的hasNext, next, hasPrevious, previous 和 index 方法即可。

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LinkedList简介

LinkedList的定义如下：

public class LinkedList<E>
    extends AbstractSequentialList<E>
    implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable

LinkedList是一个双向链表，它可以用来做堆栈、队列或者双端队列（一种具有队列和栈性质的数据结构。双端队列中的元素可以从两端弹出，插入和删除操作限定在队列的两边进行）。

LinkedList继承了AbstractSequentialList，说明它是顺序访问数据的。

LinkedList实现了List，能进行列表操作。

LinkedList实现了Deque，即可以把LinkedList当双端队列使用。

LinkedList实现了Cloneable，即clone()被覆盖，可以被克隆。

LinkedList实现了java.io.Serializable，这意味着LinkedList支持序列化，能通过序列化去传输。

LinkedList的构造方法

public LinkedList()；// 构造一个空列表
public LinkedList(Collection<? extends E> c)；// 构造一个包含指定集合所有元素的列表，元素顺序依赖于指定集合的迭代器顺序

LinkedList的API

public E getFirst()；//返回列表中的第一个元素，如果列表为空，则抛出NoSuchElementException异常
public E getLast()；//返回列表的最后一个元素，如果列表为空则抛出NoSuchElementException异常
public E removeFirst()；//删除并返回第一个元素，如果列表为空则抛出NoSuchElementException异常
public E removeLast()；//删除并返回最后一个元素，如果列表为空则抛出NoSuchElementException异常
public void addFirst(E e)；//在列表头部插入元素
public void addLast(E e)；//在列表尾部插入元素
public boolean contains(Object o)；//判断元素是否在列表中(ArrayList返回的是index位置)
public int size()；// 返回列表元素的数目
public boolean add(E e)；//在列表尾部添加元素，与addLast等价
public boolean remove(Object o)；//删除列表中第一个出现的等于指定元素的元素
public boolean addAll(Collection<? extends E> c)；//把集合的所有元素添加到列表的尾部
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c)；//把集合的所有元素插入到指定位置上，从index位置开始。后续元素往后偏移
public void clear()；//清空列表内的所有元素
public E get(int index)；//获取指定位置的元素
public E set(int index, E element)；//替换指定位置的元素
public void add(int index, E element)；//在指定位置插入元素，原始元素和后续元素依次往后偏移
public E remove(int index);//删除并返回指定位置的元素，后续元素往前偏移

/* 查询操作 */
public int indexOf(Object o)；//返回最小位置的元素，如果不存在则返回-1
public int lastIndexOf(Object o)；//返回最大位置的元素，如果不存在则返回-1

/* 队列操作 */
public E peek()；//获取列表的头部，如果为空则返回null
public E element()；//获取列表的头部，如果列表为空则抛出NoSuchElementException异常
public E poll()；//获取列表的头部并从列表中删除它
public E remove();//删除并返回头部
public boolean offer(E e)；//在列表尾部增加元素

/* 双端队列操作 */
public boolean offerFirst(E e)；//列表头部插入元素
public boolean offerLast(E e)；//列表尾部插入元素
public E peekFirst();//返回头部元素
public E peekLast();//返回尾部元素
public E pollFirst();//删除并返回头部元素
public E pollLast();//删除并返回尾部元素

/* 堆栈操作 */
public void push(E e)；//在栈顶push一个元素（头部插入元素）
public E pop()；//pop栈顶元素(删除并返回头部元素)

public boolean removeFirstOccurrence(Object o);//删除第一个出现的元素
public boolean removeLastOccurrence(Object o)；//删除最后出现的元素
public ListIterator<E> listIterator(int index)；//在指定位置返回一个列表迭代器
public Iterator<E> descendingIterator();//
public Object clone();//返回列表的一个浅复制
public Object[] toArray()；//把列表元素作为数组返回
public <T> T[] toArray(T[] a)；//把列表元素作为数组返回，并指定为指定类型
public Spliterator<E> spliterator();//返回一个分割迭代器

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数据结构分析

LinkedList的继承关系

            java.lang.Object
                    |
                    v
                    java.util.AbstractCollection 
                        |
                        v
                        java.util.AbstractList
                            |
                            v
                            java.util.AbstractSequentialList
                                |
                                v
                                java.util.LinkedList
                            
                            
public class LinkedList<E>
    extends AbstractSequentialList<E>
    implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable

LinkedList与Collection的关系

LinkedList包含3个重要数据：first、last和size。

• first 是链表的表头，它是双向链表节点所对应的Node实例。Node包含item/next/prev，item是该节点的值，next是该节点的下一个节点，prev是该节点的上一个节点，first的prev是null；
• last 是链表的尾部，与first类似，但它的next是null；
• size 是链表的节点个数。

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LinkedList源码分析(基于JDK 1.8.0_40)

源码分析

为了更了解LinkedList的实现原理，我们先对LinkedList的源码做简要分析：
LinkedList是一个双向链表，表示它可以向前或者向后去获取节点，它也是一个双端队列，表示可以从头部或者尾部操作元素。既然是双向链表，那么它的顺序访问将会非常高效，但是随机访问效率比较低。
那LinkedList是如何实现List接口的get(int index)的随机访问方法的呢？如何将双向链表和索引值联系起来呢？
其实实现非常简单，LinkedList通过一个计数索引值来实现的。例如，当我们调用get(int index)的时候，LinkedList首先会比较index和“双向链表长度的1/2”，如果前者大，则从双向链表的尾部往前进行查找，如果后者大，则从双向链表的头部往后进行查找，直到找到index位置。这就是双向链表和索引值联系起来的方法。

接下来开始阅读源码：

package java.util;

import java.util.function.Consumer;

public class LinkedList<E>
    extends AbstractSequentialList<E>
    implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    /**
    * 双向链表节点个数
    */
    transient int size = 0;

    /**
     * 头部节点
     * 恒等式：(first == null && last == null) ||
     *         (first.prev == null && first.item != null)
     */
    transient Node<E> first;

    /**
     * 尾部节点.
     * 恒等式: (first == null && last == null) ||
     *         (last.next == null && last.item != null)
     */
    transient Node<E> last;

    /**
     * 构造一个空列表
     */
    public LinkedList() {
    }

    /**
     * 构造一个包含指定集合所有元素的链表，顺序是根据指定集合的迭代器来定义的
     */
    public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
        this();
        addAll(c);
    }

    /**
     * 插入指定元素作为头部，其他元素依次往后偏移
     */
    private void linkFirst(E e) {
        final Node<E> f = first;
        final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
        first = newNode;
        if (f == null)
            last = newNode;
        else
            f.prev = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

    /**
     * 插入元素作为尾部
     */
    void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last;
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        last = newNode;
        if (l == null)
            first = newNode;
        else
            l.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

    /**
     * 在succ元素之前插入指定元素，succ不能为null
     */
    void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
        // assert succ != null;
        final Node<E> pred = succ.prev;
        final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
        succ.prev = newNode;
        if (pred == null)
            first = newNode;
        else
            pred.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

    /**
     * 把头部节点f从链表中移除
     */
    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;
    }

    /**
     * 把尾部节点l从链表中移除
     */
    private E unlinkLast(Node<E> l) {
        // assert l == last && l != null;
        final E element = l.item;
        final Node<E> prev = l.prev;
        l.item = null;
        l.prev = null; // help GC
        last = prev;
        if (prev == null)
            first = null;
        else
            prev.next = null;
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

    /**
     * 从链表中移除非空节点x
     */
    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;

        if (prev == null) {
            first = next;
        } else {
            prev.next = next;
            x.prev = null;
        }

        if (next == null) {
            last = prev;
        } else {
            next.prev = prev;
            x.next = null;
        }

        x.item = null;
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

    /**
     * 返回链表的头部
     */
    public E getFirst() {
        final Node<E> f = first;
        if (f == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return f.item;
    }

    /**
     * 返回链表的尾部
     */
    public E getLast() {
        final Node<E> l = last;
        if (l == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return l.item;
    }

    /**
     * 删除并返回链表头部
     */
    public E removeFirst() {
        final Node<E> f = first;
        if (f == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkFirst(f);
    }

    /**
     * 删除并返回链表尾部
     */
    public E removeLast() {
        final Node<E> l = last;
        if (l == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkLast(l);
    }

    /**
     * 在链表头部插入元素
     */
    public void addFirst(E e) {
        linkFirst(e);
    }

    /**
     * 在链表尾部插入元素
     * 等价于add
     */
    public void addLast(E e) {
        linkLast(e);
    }

    /**
     * 如果链表包含指定元素则返回true。
     * 更正式地说，如果链表至少包含一个元素o，则返回true。
     */
    public boolean contains(Object o) {
        return indexOf(o) != -1;
    }

    /**
     * 返回链表中的节点元素个数
     */
    public int size() {
        return size;
    }

    /**
     * 在链表尾部插入元素
     * 等价于 addLast
     */
    public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
    }

    /**
     * 删除元素
     */
    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;
    }

    /**
     * 把指定集合的全部元素添加到链表中
     */
    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        return addAll(size, c);
    }

    /**
     * 在指定索引处，把指定集合的全部元素添加到链表中
     */
    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        checkPositionIndex(index);

        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        if (numNew == 0)
            return false;

        Node<E> pred, succ;
        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);
            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;
    }

    /**
     * 清空链表
     */
    public void clear() {
        // 清除所有的元素不是“必须”的，
        // 但是可以帮助垃圾回收器来回收在堆中保留超过一代的废弃节点,
        // 而且还可以确保已经释放内存，即使还有尚可用的迭代器
        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++;
    }


    // 位置访问操作

    /**
     * 返回指定索引处的元素
     */
    public E get(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    }

    /**
     * 替换指定索引处的元素为指定元素
     */
    public E set(int index, E element) {
        checkElementIndex(index);
        Node<E> x = node(index);
        E oldVal = x.item;
        x.item = element;
        return oldVal;
    }

    /**
     * 把指定元素添加到指定索引处，原来元素及后续元素依次往后推
     */
    public void add(int index, E element) {
        checkPositionIndex(index);

        if (index == size)
            linkLast(element);
        else
            linkBefore(element, node(index));
    }

    /**
     *删除指定索引处的元素
     */
    public E remove(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return unlink(node(index));
    }

    /**
     * 判断索引值是否在当前链表的索引范围内
     */
    private boolean isElementIndex(int index) {
        return index >= 0 && index < size;
    }

    /**
     * 判断索引值是否是有效的位置，用于迭代器或者添加元素操作
     */
    private boolean isPositionIndex(int index) {
        return index >= 0 && index <= size;
    }

    /**
     * 构造一个IndexOutOfBoundsException异常消息
     * Constructs an IndexOutOfBoundsException detail message.
     * Of the many possible refactorings of the error handling code,
     * this "outlining" performs best with both server and client VMs.
     */
    private String outOfBoundsMsg(int index) {
        return "Index: "+index+", Size: "+size;
    }

    private void checkElementIndex(int index) {
        if (!isElementIndex(index))
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }

    private void checkPositionIndex(int index) {
        if (!isPositionIndex(index))
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }

    /**
     * 返回指定索引处的非空元素
     */
    Node<E> node(int index) {
        // assert isElementIndex(index);

        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;
        }
    }

    // 查找操作

    /**
     * 返回指定元素在链表中的最小索引值，不存在返回-1
     */
    public int indexOf(Object o) {
        int index = 0;
        if (o == null) {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (x.item == null)
                    return index;
                index++;
            }
        } else {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (o.equals(x.item))
                    return index;
                index++;
            }
        }
        return -1;
    }

    /**
     * 返回指定元素在链表中的最大索引值，不存在返回-1
     */
    public int lastIndexOf(Object o) {
        int index = size;
        if (o == null) {
            for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
                index--;
                if (x.item == null)
                    return index;
            }
        } else {
            for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
                index--;
                if (o.equals(x.item))
                    return index;
            }
        }
        return -1;
    }

    // 队列操作.

    /**
     * 获取头部元素
     */
    public E peek() {
        final Node<E> f = first;
        return (f == null) ? null : f.item;
    }

    /**
     * 获取头部元素
     */
    public E element() {
        return getFirst();
    }

    /**
     * 删除并返回头部元素
     */
    public E poll() {
        final Node<E> f = first;
        return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
    }

    /**
     * 删除并返回头部元素
     */
    public E remove() {
        return removeFirst();
    }

    /**
     * 链表尾部添加元素
     */
    public boolean offer(E e) {
        return add(e);
    }

    // 双端队列操作

    /**
     * 在链表头部插入元素
     */
    public boolean offerFirst(E e) {
        addFirst(e);
        return true;
    }

    /**
     * 在链表尾部插入元素
     */
    public boolean offerLast(E e) {
        addLast(e);
        return true;
    }

    /**
     * 获取链表头部
     */
    public E peekFirst() {
        final Node<E> f = first;
        return (f == null) ? null : f.item;
     }

    /**
     * 获取链表尾部
     */
    public E peekLast() {
        final Node<E> l = last;
        return (l == null) ? null : l.item;
    }

    /**
     * 删除并返回链表头部
     */
    public E pollFirst() {
        final Node<E> f = first;
        return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
    }

    /**
     * 删除并返回链表尾部
     */
    public E pollLast() {
        final Node<E> l = last;
        return (l == null) ? null : unlinkLast(l);
    }

    /**
     * 往栈顶添加元素（插入元素到链表头部）
     */
    public void push(E e) {
        addFirst(e);
    }

    /**
     * pop栈顶元素（删除并返回链表头部）
     */
    public E pop() {
        return removeFirst();
    }

    /**
     * 删除链表中最小位置的指定元素
     */
    public boolean removeFirstOccurrence(Object o) {
        return remove(o);
    }

    /**
     * 删除链表中最大位置的指定元素
     */
    public boolean removeLastOccurrence(Object o) {
        if (o == null) {
            for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
                if (x.item == null) {
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        } else {
            for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
                if (o.equals(x.item)) {
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }

    /**
     * 在指定索引处返回一个列表迭代器
     */
    public ListIterator<E> listIterator(int index) {
        checkPositionIndex(index);
        return new ListItr(index);
    }

    private class ListItr implements ListIterator<E> {
        private Node<E> lastReturned;
        private Node<E> next;
        private int nextIndex;
        private int expectedModCount = modCount;

        ListItr(int index) {
            // assert isPositionIndex(index);
            next = (index == size) ? null : node(index);
            nextIndex = index;
        }

        public boolean hasNext() {
            return nextIndex < size;
        }

        public E next() {
            checkForComodification();
            if (!hasNext())
                throw new NoSuchElementException();

            lastReturned = next;
            next = next.next;
            nextIndex++;
            return lastReturned.item;
        }

        public boolean hasPrevious() {
            return nextIndex > 0;
        }

        public E previous() {
            checkForComodification();
            if (!hasPrevious())
                throw new NoSuchElementException();

            lastReturned = next = (next == null) ? last : next.prev;
            nextIndex--;
            return lastReturned.item;
        }

        public int nextIndex() {
            return nextIndex;
        }

        public int previousIndex() {
            return nextIndex - 1;
        }

        public void remove() {
            checkForComodification();
            if (lastReturned == null)
                throw new IllegalStateException();

            Node<E> lastNext = lastReturned.next;
            unlink(lastReturned);
            if (next == lastReturned)
                next = lastNext;
            else
                nextIndex--;
            lastReturned = null;
            expectedModCount++;
        }

        public void set(E e) {
            if (lastReturned == null)
                throw new IllegalStateException();
            checkForComodification();
            lastReturned.item = e;
        }

        public void add(E e) {
            checkForComodification();
            lastReturned = null;
            if (next == null)
                linkLast(e);
            else
                linkBefore(e, next);
            nextIndex++;
            expectedModCount++;
        }

        public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
            Objects.requireNonNull(action);
            while (modCount == expectedModCount && nextIndex < size) {
                action.accept(next.item);
                lastReturned = next;
                next = next.next;
                nextIndex++;
            }
            checkForComodification();
        }

        final void checkForComodification() {
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }

    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;
        }
    }

    /**
     * @since 1.6
     */
    public Iterator<E> descendingIterator() {
        return new DescendingIterator();
    }

    /**
     * 下降迭代器，适配ListItr.previous
     */
    private class DescendingIterator implements Iterator<E> {
        private final ListItr itr = new ListItr(size());
        public boolean hasNext() {
            return itr.hasPrevious();
        }
        public E next() {
            return itr.previous();
        }
        public void remove() {
            itr.remove();
        }
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    private LinkedList<E> superClone() {
        try {
            return (LinkedList<E>) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new InternalError(e);
        }
    }

    /**
     * 浅复制
     */
    public Object clone() {
        LinkedList<E> clone = superClone();

        // 把克隆对象置于“原始”状态
        clone.first = clone.last = null;
        clone.size = 0;
        clone.modCount = 0;

        // 用当前链表元素初始化克隆对象
        for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
            clone.add(x.item);

        return clone;
    }

    /**
     * 返回当前链表元素的数组形式
     */
    public Object[] toArray() {
        Object[] result = new Object[size];
        int i = 0;
        for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
            result[i++] = x.item;
        return result;
    }

    /**
     * 返回当前链表的全部元素，转为运行期类型
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public <T> T[] toArray(T[] a) {
        if (a.length < size)
            a = (T[])java.lang.reflect.Array.newInstance(
                                a.getClass().getComponentType(), size);
        int i = 0;
        Object[] result = a;
        for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
            result[i++] = x.item;

        if (a.length > size)
            a[size] = null;

        return a;
    }

    private static final long serialVersionUID = 876323262645176354L;

    /**
     * 保存当前链表实例到一个输出流中
     */
    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
        throws java.io.IOException {
        // 写入每个隐藏的序列化对象
        s.defaultWriteObject();

        // 写入节点个数
        s.writeInt(size);

        // 安装顺序写入每个节点
        for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
            s.writeObject(x.item);
    }

    /**
     * 从一个输入流中读入链表
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
        throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
        // 读入每个隐藏的序列化对象
        s.defaultReadObject();

        // 读入节点个数
        int size = s.readInt();

        // 读入每个节点元素
        for (int i = 0; i < size; i++)
            linkLast((E)s.readObject());
    }

    /**
     * 返回一个分割迭代器
     */
    @Override
    public Spliterator<E> spliterator() {
        return new LLSpliterator<E>(this, -1, 0);
    }

    /** Spliterators.IteratorSpliterator的一个自定义变体 */
    static final class LLSpliterator<E> implements Spliterator<E> {
        static final int BATCH_UNIT = 1 << 10;  // batch array size increment
        static final int MAX_BATCH = 1 << 25;  // max batch array size;
        final LinkedList<E> list; // null OK unless traversed
        Node<E> current;      // current node; null until initialized
        int est;              // size estimate; -1 until first needed
        int expectedModCount; // initialized when est set
        int batch;            // batch size for splits

        LLSpliterator(LinkedList<E> list, int est, int expectedModCount) {
            this.list = list;
            this.est = est;
            this.expectedModCount = expectedModCount;
        }

        final int getEst() {
            int s; // force initialization
            final LinkedList<E> lst;
            if ((s = est) < 0) {
                if ((lst = list) == null)
                    s = est = 0;
                else {
                    expectedModCount = lst.modCount;
                    current = lst.first;
                    s = est = lst.size;
                }
            }
            return s;
        }

        public long estimateSize() { return (long) getEst(); }

        public Spliterator<E> trySplit() {
            Node<E> p;
            int s = getEst();
            if (s > 1 && (p = current) != null) {
                int n = batch + BATCH_UNIT;
                if (n > s)
                    n = s;
                if (n > MAX_BATCH)
                    n = MAX_BATCH;
                Object[] a = new Object[n];
                int j = 0;
                do { a[j++] = p.item; } while ((p = p.next) != null && j < n);
                current = p;
                batch = j;
                est = s - j;
                return Spliterators.spliterator(a, 0, j, Spliterator.ORDERED);
            }
            return null;
        }

        public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
            Node<E> p; int n;
            if (action == null) throw new NullPointerException();
            if ((n = getEst()) > 0 && (p = current) != null) {
                current = null;
                est = 0;
                do {
                    E e = p.item;
                    p = p.next;
                    action.accept(e);
                } while (p != null && --n > 0);
            }
            if (list.modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
        }

        public boolean tryAdvance(Consumer<? super E> action) {
            Node<E> p;
            if (action == null) throw new NullPointerException();
            if (getEst() > 0 && (p = current) != null) {
                --est;
                E e = p.item;
                current = p.next;
                action.accept(e);
                if (list.modCount != expectedModCount)
                    throw new ConcurrentModificationException();
                return true;
            }
            return false;
        }

        public int characteristics() {
            return Spliterator.ORDERED | Spliterator.SIZED | Spliterator.SUBSIZED;
        }
    }

}

总结

• LinkedList实际上是通过双向链表来实现的。它包含一个重要的内部类：Node，Node双向链表所对应的数据结构，它包含的属性有：item当前值，next下一个节点，prev上一个节点；
• 从LinkedList的实现方式上可以发现，LinkedList不存在容量不足的情况；
• LinkedList的克隆方法，是将所有的节点元素克隆到一个新的LinkedList对象中；
• LinkedList实现java.io.Serializable。写入到输出流时，先写入“容量”，再依次写入每个节点元素；当读入输入流时，先读取“容量”，再依次读取每一个节点元素；
• 由于LinkedList实现了Deque，而Deque接口定义在双端队列访问元素的方法。提供插入、移除和检查元素的方法。每种方法都有2种形式：一种形式在操作失败时抛出异常(NoSuchElementException)，另一种形式在失败时返回一个特殊值(null或者false，取决于具体操作)；总结如下：

	头部		尾部
	抛出异常	特殊值	抛出异常	特殊值
插入	addFirst(e)	offerFirst(e)	addLast(e)	offerLast(e)
移除	removeFirst()	pollFirst()	removeLast()	pollLast()
查找	getFirst()	peekFirst()	getLast()	peekLast()

• LinkedList作为FIFO先进先出的队列，作为FIFO的队列时，下列方法等价：

FIFO队列方法	等价方法	描述
add(e)	addLast(e)	添加元素，失败抛出异常
offer(e)	offerLast(e)	添加元素，失败返回false
remove()	removeFirst()	删除元素，失败抛出异常
poll()	pollFirst()	删除元素，失败返回null
element()	getFirst()	获取元素，失败抛出异常
peek()	peekFirst()	获取元素，失败返回null

• LinkedList作为LIFO后进先出的栈，下列方法等价：

LIFO队列方法	等价方法
push(e)	addFirst(e)
pop()	removeFirst()
peek()	peekFirst()

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LinkedList遍历方式

第一种：迭代器遍历

Integer value = null;
Iterator iter = list.iterator();
while (iter.hasNext()) {
    value = iter.next();
}

第二种：随机访问遍历

Integer value = null;
int size = list.size();
for (int i = 0; i < size; i++) {
    value = list.get(i);        
}

第三种：forEach遍历

Integer value = null;
for (Integer integ:list) {
    value = integ;
}

下面通过实例来测试这3种遍历方式的耗时：

package com.archerda.LinkedList;

import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

/**
 * Created by luohd on 2016/8/23.
 */
public class LinkedListTest {

    public static void main(String[] args) {
        Integer size = 100000;

        List<Integer> list = new LinkedList<>();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            list.add(i);
        }

        randomAccessToTraverse(list);
        iteratorToTraverse(list);
        foreachToTraverse(list);

    }

    public static void randomAccessToTraverse(List list) {
        long startTime;
        long endTime;

        startTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            list.get(i);
        }
        endTime = System.currentTimeMillis();

        long interval = endTime - startTime;
        System.out.println("randomAccessToTraverse：" + interval + " ms");
    }

    public static void iteratorToTraverse(List list) {
        long startTime;
        long endTime;

        startTime = System.currentTimeMillis();
        for (Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext(); ) {
            iter.next();
        }
        endTime = System.currentTimeMillis();

        long interval = endTime - startTime;
        System.out.println("iteratorToTraverse：" + interval + " ms");
    }


    public static void foreachToTraverse(List list) {
        long startTime;
        long endTime;

        startTime = System.currentTimeMillis();
        for (Object obj : list)
            ;
        endTime = System.currentTimeMillis();

        long interval = endTime - startTime;
        System.out.println("foreachToTraverse：" + interval + " ms");
    }
}

执行结果：

randomAccessToTraverse：4565 ms
iteratorToTraverse：7 ms
foreachToTraverse：6 ms

结论：
遍历LinkedList的时候，效率的排序依次是： forEach遍历 > 迭代器遍历 > 随机访问遍历；

千万不要使用随机访问去遍历LinkedList！！！
千万不要使用随机访问去遍历LinkedList！！！
千万不要使用随机访问去遍历LinkedList！！！

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参考文档

• java Queue中 remove/poll, add/offer, element/peek区别