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本篇源码基于以下JDK版本解析：
C:\Users\icanci>java -version
java version "1.8.0_131"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_131-b11)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.131-b11, mixed mode)
LinkedList ，基于节点实现的双向链表的 List ，每个节点都指向前一个和后一个节点从而形成链表。
相比 ArrayList 来说，我们日常开发使用 LinkedList 相对比较少。如果胖友打开 IDEA ，搜下项目中 LinkedList 后，会发现使用的少之又少。
LinkedList 实现的接口、继承的抽象类，如下图所示：
如下 3 个接口是 ArrayList 一致的：
如下 1 个接口是少于 ArrayList 的：
java.util.RandomAccess 接口，LinkedList 不同于 ArrayList 的很大一点，不支持随机访问。至于原因已经在上一篇 Java 集合框架 - 数组 ArrayList.md解释，此处不在赘言如下 1 个接口是多于 ArrayList 的：
java.util.Deque 接口，提供双端队列的功能，LinkedList 支持快速的在头尾添加元素和读取元素，所以很容易实现该特性。java.util.AbstractSequentialList 抽象类，它是 AbstractList 的子类，实现了只能连续访问“数据存储”（例如说链表）的 #get(int index)、#add(int index, E element) 等等随机操作的方法。可能这样表述有点抽象，胖友点到 java.util.AbstractSequentialList 抽象类中看看这几个方法，基于迭代器顺序遍历后，从而实现后续的操作。LinkedList一共有3个属性，如下图所示：
通过Node节点指向前后节点，从而形成双向链表
first和last属性：链表的头尾指针
first和last指向null，因为此时暂时没有Node节点node1，前后指向null，first和last指向该Node节点，node2，其perv = node1 和 next = null ，而 node1 的 prev = null 和 next = node2 。此时，first 保持不变，指向 node1 ，last 发生改变，指向 node2 。size 属性：链表的节点数量。通过它进行计数，避免每次需要 List 大小时，需要从头到尾的遍历。对应的代码如下
// LinkedList.java
/**
* 链表大小
*/
transient int size = 0;
/**
* 头节点
*
* Pointer to first node.
*/
transient Node<E> first;
/**
* 尾节点
*
* Pointer to last node.
*/
transient Node<E> last;
/**
* 节点
*
* @param <E> 元素泛型
*/
private static class Node<E> {
/**
* 元素
*/
E item;
/**
* 前一个节点
*/
Node<E> next;
/**
* 后一个节点
*/
Node<E> prev;
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
public LinkedList() {
}
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
// 添加 c 到链表中
// addAll(c)，会调用另外一个重载方法 addAll(size,c)
addAll(c);
}
ArrayList(int initialCapacity) 这样的构造方法。#add(E e) 方法，顺序添加单个元素到链表。代码如下
public boolean add(E e) {
// <X> 添加末尾
linkLast(e);
return true;
}
void linkLast(E e) {
// <1> 记录原 last 节点
final Node<E> l = last;
// <2> 创建新节点
// 第一个参数表示，newNode 的前一个节点为 l 。
// 第二个参数表示，e 为元素。
// 第三个参数表示，newNode 的后一个节点为 null 。
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
// <3> last 指向新节点
last = newNode;
// <4.1> 如果原 last 为 null ，说明 first 也为空，则 first 也指向新节点
if (l == null)
first = newNode;
// <4.2> 如果原 last 非 null ，说明 first 也非空，则原 last 的 next 指向新节点。
else
l.next = newNode;
// <5> 增加链表大小
size++;
// <6> 增加数组修改次数
modCount++;
}
<X>处，调用 #linkLast(E e) 方法，将新元素添加到链表的尾巴。所以，#add(E e) 方法，实际就是 #linkLast(E e) 方法。
总体来说，代码实现比较简单。重点就是对 last 的处理。
相比 ArrayList 来说，无需考虑容量不够时的扩容。
看懂这个方法之后，我们来看看 add(int index,E element)方法，插入单个元素到指定的位置，代码如下
// LinkedList.java
public void add(int index, E element) {
// 校验不要超过范围
checkPositionIndex(index);
// <1> 如果刚好等于链表大小，直接添加到尾部即可
if (index == size)
linkLast(element);
// <2> 添加到第 index 的节点的前面
else
linkBefore(element, node(index));
}
<1> 处，如果刚好等于链表大小，直接调用 #linkLast(E element) 方法，添加到尾部即可。
<2> 处，先调用 #node(int index) 方法，获得第 index 位置的 Node 节点 node 。然后，调用 #linkBefore(E element, Node node) 方法，将新节点添加到 node 的前面。相当于说，node 的前一个节点的 next 指向新节点，node 的 prev 指向新节点。
#node(int index) 方法，获得第 index 个 Node 节点。代码如下
// LinkedList.java
Node<E> node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
// 如果 index 小于 size 的一半，就正序遍历，获得第 index 个节点
if (index < (size >> 1)) {
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
// 如果 index 大于 size 的一半，就倒序遍历，获得第 index 个节点
} else {
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
这里 LinkedList 做的一个小骚操作，根据 index 是否超过链表的一半大小，选择是否使用倒序遍历替代正序遍历，从而减少遍历次数。
#linkBefore(E e, Node succ) 方法，添加元素 e 到 succ 节点的前面。代码如下：
// LinkedList.java
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
// 获得 succ 的前一个节点
final Node<E> pred = succ.prev;
// 创建新的节点 newNode
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
// <Y> 设置 succ 的前一个节点为新节点
succ.prev = newNode;
// 如果 pred 为 null ，说明 first 也为空，则 first 也指向新节点
if (pred == null)
first = newNode;
// 如果 pred 非 null ，说明 first 也为空，则 pred 也指向新节点
else
pred.next = newNode;
// 增加链表大小
size++;
// 增加数组修改次数
modCount++;
}
逻辑上，和 #linkLast(E e) 方法差不多。差别在于 Y 处，设置 succ 的前一个节点为新节点。
因为 LinkedList 实现了 Deque 接口，所以它实现了 #addFirst(E e) 和 #addLast(E e) 方法，分别添加元素到链表的头尾。代码如下：
// LinkedList.java 实现 Deque 接口
public void addFirst(E e) {
linkFirst(e);
}
public boolean offerFirst(E e) {
addFirst(e); // 调用上面的方法
return true;
}
public void addLast(E e) {
linkLast(e);
}
public boolean offerLast(E e) {
addLast(e); // 调用上面的方法
return true;
}
#linkLast(E e) 方法，和 #add(E e) 方法是一致的，就不赘述了。
#addFirst(E e) 方法，调用 #linkFirst(E e) 方法，添加元素到队头。代码如下
// LinkedList.java
private void linkFirst(E e) {
// 记录原 first 节点
final Node<E> f = first;
// 创建新节点
final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
// first 指向新节点
first = newNode;
// 如果原 first 为空，说明 last 也为空，则 last 也指向新节点
if (f == null)
last = newNode;
// 如果原 first 非空，说明 last 也非空，则原 first 的 next 指向新节点。
else
f.prev = newNode;
// 增加链表大小
size++;
// 增加数组修改次数
modCount++;
}
逻辑上，和 #linkLast(E e) 方法差不多。
因为 LinkedList 实现了 Queue 接口，所以它实现了 #push(E e) 和 #offer(E e) 方法，添加元素到链表的头尾。代码如下：
// LinkedList.java 实现 Queue 接口
// 添加在头节点
public void push(E e) {
addFirst(e);
}
// 添加到尾节点
public boolean offer(E e) {
return add(e);
}
总的来说，添加单个元素，分成三个情况：
#addAll(Collection c) 方法，批量添加多个元素。代码如下：
// LinkedList.java
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
return addAll(size, c);
}
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
checkPositionIndex(index);
// <1> 将 c 转成 a 数组
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
if (numNew == 0) // 如果无添加元素，直接返回 false 数组未变更
return false;
// <2> 获得第 index 位置的节点 succ ，和其前一个节点 pred
Node<E> pred, succ;
if (index == size) { // 如果 index 就是链表大小，那说明插入队尾，所以 succ 为 null ，pred 为 last 。
succ = null;
pred = last;
} else { // 如果 index 小于链表大小，则 succ 是第 index 个节点，prev 是 succ 的前一个二节点。
succ = node(index);
pred = succ.prev;
}
// <3> 遍历 a 数组，添加到 pred 的后面
for (Object o : a) {
// 创建新节点
@SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
// 如果 pred 为 null ，说明 first 也为 null ，则直接将 first 指向新节点
if (pred == null)
first = newNode;
// pred 下一个指向新节点
else
pred.next = newNode;
// 修改 pred 指向新节点
pred = newNode;
}
// <4> 修改 succ 和 pred 的指向
if (succ == null) { // 如果 succ 为 null ，说明插入队尾，则直接修改 last 指向最后一个 pred
last = pred;
} else { // 如果 succ 非 null ，说明插入到 succ 的前面
pred.next = succ; // prev 下一个指向 succ
succ.prev = pred; // succes 前一个指向 pred
}
// <5> 增加链表大小
size += numNew;
// <6> 增加数组修改次数
modCount++;
// 返回 true 数组有变更
return true;
}
#addAll(Collection c) 方法，其内部调用的是 #addAll(int index, Collection c) 方法，表示在队列之后，继续添加 c 集合。
<2> 处，获得第 index 位置的节点 succ ，和其前一个节点 pred 。分成两种情况，请自己看注释。实际上，ArrayList 在添加 c 集合的时候，也是分成跟 LinkedList 一样的两种情况，只是说 LinkedList 在一个方法统一实现了。
<3> 处，遍历 a 数组，添加到 pred 的后面。其实，我们可以把 pred 理解成“尾巴”，然后不断的指向新节点，而新节点又称为新的 pred 尾巴。如此反复插入~
<4> 处，修改 succ 和 pred 的指向。根据 <2> 处分的两种情况，进行处理。
#remove(int index) 方法，移除指定位置的元素，并返回该位置的原元素。代码如下：
// LinkedList.java
public E remove(int index) {
checkElementIndex(index);
// 获得第 index 的 Node 节点，然后进行移除。
return unlink(node(index));
}
首先，调用 #node(int index) 方法，获得第 index 的 Node 节点。然后偶，调用 #unlink(Node x) 方法，移除该节点。
#unlink(Node x) 方法，代码如下：
// LinkedList.java
E unlink(Node<E> x) {
// assert x != null;
// <1> 获得 x 的前后节点 prev、next
final E element = x.item;
final Node<E> next = x.next;
final Node<E> prev = x.prev;
// <2> 将 prev 的 next 指向下一个节点
if (prev == null) { // <2.1> 如果 prev 为空，说明 first 被移除，则直接将 first 指向 next
first = next;
} else { // <2.2> 如果 prev 非空
prev.next = next; // prev 的 next 指向 next
x.prev = null; // x 的 pre 指向 null
}
// <3> 将 next 的 prev 指向上一个节点
if (next == null) { // <3.1> 如果 next 为空，说明 last 被移除，则直接将 last 指向 prev
last = prev;
} else { // <3.2> 如果 next 非空
next.prev = prev; // next 的 prev 指向 prev
x.next = null; // x 的 next 指向 null
}
// <4> 将 x 的 item 设置为 null ，帮助 GC
x.item = null;
// <5> 减少链表大小
size--;
// <6> 增加数组的修改次数
modCount++;
return element;
}
<2> 处，将 prev 的 next 指向下一个节点。其中，<2.1> 处，是移除队头 first 的情况。
<3> 处，将 next 的 prev 指向上一个节点。其中，<3.1> 处，如果 next 为空，说明队尾 last 被移除的情况。
#remove(Object o) 方法，移除首个为 o 的元素，并返回是否移除到。代码如下
// LinkedList.java
public boolean remove(Object o) {
if (o == null) { // o 为 null 的情况
// 顺序遍历，找到 null 的元素后，进行移除
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.item == null) {
unlink(x);
return true;
}
}
} else {
// 顺序遍历，找到等于 o 的元素后，进行移除
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.item)) {
unlink(x);
return true;
}
}
}
return false;
}
相比 #remove(int index) 方法来说，需要去寻找首个等于 o 的节点进行移除。当然，最终还是调用 #unlink(Node x) 方法，移除该节点。
#removeFirstOccurrence(Object o) 和 #removeLastOccurrence(Object o) 方法，分别实现移除链表首个出现的节点和最后节点。代码如下：
// LinkedList.java 实现 Deque 接口
public boolean removeFirstOccurrence(Object o) { // 移除首个
return remove(o);
}
public boolean removeLastOccurrence(Object o) {
if (o == null) { // o 为 null 的情况
// 倒序遍历，找到 null 的元素后，进行移除
for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
if (x.item == null) {
unlink(x);
return true;
}
}
} else {
// 倒序遍历，找到等于 o 的元素后，进行移除
for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
if (o.equals(x.item)) {
unlink(x);
return true;
}
}
}
return false;
}
#remove() 方法，移除链表首个节点。代码如下：
// LinkedList.java 实现 Queue 接口
public E remove() {
return removeFirst();
}
public E removeFirst() {
final Node<E> f = first;
// <1> 如果链表为空，抛出 NoSuchElementException 异常
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
// <2> 移除链表时首个元素
return unlinkFirst(f);
}
private E unlinkFirst(Node<E> f) {
// assert f == first && f != null;
final E element = f.item;
// 获得 f 的下一个节点
final Node<E> next = f.next;
// 设置 f 的 item 为 null ，帮助 GC
f.item = null;
// 设置 f 的 next 为 null ，帮助 GC
f.next = null; // help GC
// 修改 fisrt 指向 next
first = next;
// 修改 next 节点的 prev 指向 null
if (next == null) // 如果链表只有一个元素，说明被移除后，队列就是空的，则 last 设置为 null
last = null;
else
next.prev = null;
// 链表大小减一
size--;
// 增加数组修改次数
modCount++;
return element;
}
<1> 处，如果链表为空，抛出 NoSuchElementException 异常。
<2> 处，移除链表时首个元素。 因为 LinkedList 有 first 和 last 头尾节点，所以添加和删除操作，都可能需要小心处理。
#removeLast() 方法，移除链表最后一个节点。代码如下
// LinkedList.java 实现 Deque 接口
public E removeLast() {
final Node<E> l = last;
// 如果链表为空，则抛出 NoSuchElementException 移除
if (l == null)
throw new NoSuchElementException();
// 移除链表的最后一个元素
return unlinkLast(l);
}
private E unlinkLast(Node<E> l) {
// assert l == last && l != null;
final E element = l.item;
// 获得 f 的上一个节点
final Node<E> prev = l.prev;
// 设置 l 的 item 为 null ，帮助 GC
l.item = null;
// 设置 l 的 prev 为 null ，帮助 GC
l.prev = null; // help GC
// 修改 last 指向 prev
last = prev;
// 修改 prev 节点的 next 指向 null
if (prev == null) // 如果链表只有一个元素，说明被移除后，队列就是空的，则 first 设置为 null
first = null;
else
prev.next = null;
// 链表大小减一
size--;
// 增加数组修改次数
modCount++;
return element;
}
和 #removeFirst() 方法相反，当然实现上是差不多
#poll() 和 #pop 方法，移除链表的头或尾，差异点在于链表为空时候，不会抛出 NoSuchElementException 异常。代码如下
// LinkedList.java 实现 Queue 接口
public E poll() { // 移除头
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
}
public E pop() {
return removeFirst(); // 这个方法，如果队列为空，还是会抛出 NoSuchElementException 异常。
}
// LinkedList.java 实现 Deque 接口
public E pollFirst() { // 移除头
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
}
public E pollLast() { // 移除尾
final Node<E> l = last;
return (l == null) ? null : unlinkLast(l);
}
#removeAll(Collection c) 方法，批量移除指定的多个元素。代码如下
// AbstractCollection.java
public boolean removeAll(Collection<?> c) {
Objects.requireNonNull(c);
boolean modified = false;
// 获得迭代器
Iterator<?> it = iterator();
// 通过迭代器遍历
while (it.hasNext()) {
// 如果 c 中存在该元素，则进行移除
if (c.contains(it.next())) {
it.remove();
modified = true; // 标记修改
}
}
return modified;
}
该方法，是通过父类 AbstractCollection 来实现的，通过迭代器来遍历 LinkedList ，然后判断 c 中如果包含，则进行移除。
#retainAll(Collection c) 方法，求 LinkedList 和指定多个元素的交集。简单来说，恰好和 #removeAll(Collection c) 相反，移除不在 c 中的元素。代码如下
/ AbstractCollection.java
public boolean retainAll(Collection<?> c) {
Objects.requireNonNull(c);
boolean modified = false;
// 获得迭代器
Iterator<E> it = iterator();
// 通过迭代器遍历
while (it.hasNext()) {
// <X> 如果 c 中不存在该元素，则进行移除
if (!c.contains(it.next())) {
it.remove();
modified = true;
}
}
return modified;
}
逻辑比较简单，<X> 处的判断条件进行了调整。
#indexOf(Object o) 方法，查找首个为指定元素的位置。代码如下
// LinkedList.java
public int indexOf(Object o) {
int index = 0;
if (o == null) { // 如果 o 为 null 的情况
// 顺序遍历，如果 item 为 null 的节点，进行返回
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.item == null)
return index; // 找到
index++;
}
} else { // 如果 o 非 null 的情况
// 顺序遍历，如果 item 为 o 的节点，进行返回
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.item))
return index; // 找到
index++;
}
}
// 未找到
return -1;
}
而 #contains(Object o) 方法，就是基于该方法实现。代码如下：
// LinkedList.java
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) >= 0;
}
有时我们需要查找最后一个为指定元素的位置，所以会使用到 #lastIndexOf(Object o) 方法。代码如下
// LinkedList.java
public int lastIndexOf(Object o) {
int index = size;
if (o == null) { // 如果 o 为 null 的情况
// 倒序遍历，如果 item 为 null 的节点，进行返回
for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
index--;
if (x.item == null)
return index; // 找到
}
} else { // 如果 o 非 null 的情况
// 倒序遍历，如果 item 为 o 的节点，进行返回
for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
index--;
if (o.equals(x.item))
return index; // 找到
}
}
// 未找到
return -1;
}
#get(int index) 方法，获得指定位置的元素。代码如下
// LinkedList.java
public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
// 基于 node(int index) 方法实现
return node(index).item;
}
随机访问 index 位置的元素，时间复杂度为 O(n)
因为 LinkedList 实现了 Deque 接口，所以它实现了 #peekFirst() 和 #peekLast() 方法，分别获得元素到链表的头尾。代码如下
// LinkedList.java 实现 Deque 接口
public E peekFirst() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : f.item;
}
public E peekLast() {
final Node<E> l = last;
return (l == null) ? null : l.item;
}
因为 LinkedList 实现了 Queue 接口，所以它实现了 #peek() 和 #peek() 和 #element() 方法，分别获得元素到链表的头。代码如下
// LinkedList.java 实现 Queue 接口
public E peek() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : f.item;
}
public E element() { // 如果链表为空识，抛出 NoSuchElementException 异常
return getFirst();
}
public E getFirst() {
final Node<E> f = first;
if (f == null) // 如果链表为空识，抛出 NoSuchElementException 异常
throw new NoSuchElementException();
return f.item;
}
#set(int index, E element) 方法，设置指定位置的元素。代码如下：
// LinkedList.java
public E set(int index, E element) {
checkElementIndex(index);
// 获得第 index 位置的节点
Node<E> x = node(index);
E oldVal = x.item;
// 修改对应的值
x.item = element;
return oldVal;
}
#toArray() 方法，将 ArrayList 转换成 [] 数组。代码如下
// LinkedList.java
public Object[] toArray() {
// 创建 Object 数组
Object[] result = new Object[size];
// 顺序遍历节点，设置到 Object 数组中
int i = 0;
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
result[i++] = x.item;
return result;
}
实际场景下，我们可能想要指定 T 泛型的数组，那么我们就需要使用到 #toArray(T[] a) 方法。代码如下
// LinkedList.java
public <T> T[] toArray(T[] a) {
// <1> 如果传入的数组小于 size 大小，则直接复制一个新数组返回
if (a.length < size)
a = (T[])java.lang.reflect.Array.newInstance(
a.getClass().getComponentType(), size);
// <2> 顺序遍历链表，复制到 a 中
int i = 0;
Object[] result = a;
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
result[i++] = x.item;
// <2.1> 如果传入的数组大于 size 大小，则将 size 赋值为 null
if (a.length > size)
a[size] = null;
// <2.2> 返回 a
return a;
}
#hashCode() 方法，求 LinkedList 的哈希值。代码如下
// AbstractList.java
public int hashCode() {
int hashCode = 1;
// 遍历，求哈希
for (E e : this)
hashCode = 31*hashCode + (e==null ? 0 : e.hashCode());
return hashCode;
}
该方法，是通过父类 AbstractList 来实现的，通过 for 来遍历 LinkedList ，然后进行求哈希。可能有胖友不了解 for( : ) 语法糖，它最终会编译转换成 Iterator 迭代器
至于hashCode为什么要 * 31 这个数，在上一篇 Java 集合框架 - 数组 ArrayList 已经讲解
#equals(Object o) 方法，判断是否相等。代码如下
// AbstractList.java
public boolean equals(Object o) {
// 如果 o 就是自己，直接返回 true
if (o == this)
return true;
// 如果不为 List 类型，直接返回 false
if (!(o instanceof List))
return false;
// 创建迭代器，顺序遍历比对
ListIterator<E> e1 = listIterator();
ListIterator<?> e2 = ((List<?>) o).listIterator();
while (e1.hasNext() && e2.hasNext()) {
E o1 = e1.next();
Object o2 = e2.next();
if (!(o1==null ? o2==null : o1.equals(o2))) // 如果不相等，返回 false
return false;
}
// 如果有迭代器没有遍历完，说明两者长度不等，所以就不相等；否则，就相等了
return !(e1.hasNext() || e2.hasNext());
}
该方法，是通过父类 AbstractList 来实现的，通过迭代器，实现遍历比对
#clear() 方法，清空链表。代码如下
// LinkedList.java
public void clear() {
// Clearing all of the links between nodes is "unnecessary", but:
// - helps a generational GC if the discarded nodes inhabit
// more than one generation
// - is sure to free memory even if there is a reachable Iterator
// 顺序遍历链表，设置每个节点前后指向为 null
// 通过这样的方式，帮助 GC
for (Node<E> x = first; x != null; ) {
// 获得下一个节点
Node<E> next = x.next;
// 设置 x 的 item、next、prev 为空。
x.item = null;
x.next = null;
x.prev = null;
// 设置 x 为下一个节点
x = next;
}
// 清空 first 和 last 指向
first = last = null;
// 设置链表大小为 0
size = 0;
// 增加数组修改次数
modCount++;
}
#writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) 方法，实现 LinkedList 的序列化。代码如下
// LinkedList.java
@java.io.Serial
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
throws java.io.IOException {
// Write out any hidden serialization magic
// 写入非静态属性、非 transient 属性
s.defaultWriteObject();
// Write out size
// 写入链表大小
s.writeInt(size);
// Write out all elements in the proper order.
// 顺序遍历，逐个序列化
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
s.writeObject(x.item);
}
#readObject(java.io.ObjectInputStream s) 方法，反序列化数组。代码如下：
// LinkedList.java
@java.io.Serial
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
// Read in any hidden serialization magic
// 读取非静态属性、非 transient 属性
s.defaultReadObject();
// Read in size
// 读取 size
int size = s.readInt();
// Read in all elements in the proper order.
// 顺序遍历，逐个反序列化
for (int i = 0; i < size; i++)
linkLast((E)s.readObject()); // 添加到链表尾部
}
#clone() 方法，克隆 LinkedList 对象。代码如下：
// LinkedList.java
public Object clone() {
// 调用父类，进行克隆
LinkedList<E> clone = superClone();
// Put clone into "virgin" state
// 重置 clone 为初始化状态
clone.first = clone.last = null;
clone.size = 0;
clone.modCount = 0;
// Initialize clone with our elements
// 遍历遍历，逐个添加到 clone 中
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
clone.add(x.item);
return clone;
}
注意，first、last 等都是重新初始化进来，不与原 LinkedList 共享。
#subList(int fromIndex, int toIndex) 方法，创建 ArrayList 的子数组。代码如下
// AbstractList.java
public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size());
// 根据判断 RandomAccess 接口，判断是否支持随机访问
return (this instanceof RandomAccess ?
new RandomAccessSubList<>(this, fromIndex, toIndex) :
new SubList<>(this, fromIndex, toIndex));
}
该方法，是通过父类 AbstractList 来实现的。
根据判断 RandomAccess 接口，判断是否支持随机访问，从而创建 RandomAccessSubList 或 SubList 对象。这里，我们就不拓展开解析这两个类.
#iterator() 方法，创建迭代器。代码如下
// AbstractSequentialList.java
public Iterator<E> iterator() {
return listIterator();
}
// AbstractList.java
public ListIterator<E> listIterator() {
return listIterator(0);
}
// AbstractSequentialList.java
public abstract ListIterator<E> listIterator(int index);
该方法，是通过父类 AbstractSequentialList 来实现的。
整个调用过程是，iterator() => listIterator() => listIterator(int index) 的顺序，就是我们在代码里贴进去的顺序。最终呢，是调用 LinkedList 对 #listIterator(int index) 的实现，我们在 [22. 创建 ListIterator 迭代器] 小节来看。
#listIterator(int index) 方法，创建 ListIterator 迭代器。代码如下
// LinkedList.java
public ListIterator<E> listIterator(int index) {
checkPositionIndex(index);
return new ListItr(index);
}
创建 ListItr 迭代器。
因为 ListItr 的实现代码比较简单，我们就不逐个来看了，直接贴加了注释的代码。代码如下：
// LinkedList.java
private class ListItr implements ListIterator<E> {
/**
* 最后返回的节点
*/
private Node<E> lastReturned;
/**
* 下一个节点
*/
private Node<E> next;
/**
* 下一个访问元素的位置，从下标 0 开始。
*
* 主要用于 {@link #nextIndex()} 中，判断是否遍历结束
*/
private int nextIndex;
/**
* 创建迭代器时，数组修改次数。
*
* 在迭代过程中，如果数组发生了变化，会抛出 ConcurrentModificationException 异常。
*/
private int expectedModCount = modCount;
ListItr(int index) {
// assert isPositionIndex(index);
// 获得下一个节点
next = (index == size) ? null : node(index);
// 下一个节点的位置
nextIndex = index;
}
public boolean hasNext() {
return nextIndex < size;
}
public E next() {
// 校验是否数组发生了变化
checkForComodification();
// 如果已经遍历到结尾，抛出 NoSuchElementException 异常
if (!hasNext())
throw new NoSuchElementException();
// lastReturned 指向，记录最后访问节点
lastReturned = next;
// next 指向，下一个节点
next = next.next;
// 下一个节点的位置 + 1
nextIndex++;
// 返回 lastReturned
return lastReturned.item;
}
public boolean hasPrevious() {
return nextIndex > 0;
}
public E previous() {
// 校验是否数组发生了变化
checkForComodification();
// 如果已经遍历到结尾，抛出 NoSuchElementException 异常
if (!hasPrevious())
throw new NoSuchElementException();
// 修改 lastReturned 和 next 的指向。此时，lastReturned 和 next 是相等的。
lastReturned = next = (next == null) ? last : next.prev;
// 下一个节点的位置 - 1
nextIndex--;
// 返回 lastReturned
return lastReturned.item;
}
public int nextIndex() {
return nextIndex;
}
public int previousIndex() {
return nextIndex - 1;
}
public void remove() {
// 校验是否数组发生了变化
checkForComodification();
// 如果 lastReturned 为空，抛出 IllegalStateException 异常，因为无法移除了。
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
// 获得 lastReturned 的下一个
Node<E> lastNext = lastReturned.next;
// 移除 lastReturned 节点
unlink(lastReturned);
// 此处，会分成两种情况
if (next == lastReturned) // 说明发生过调用 `#previous()` 方法的情况，next 指向下一个节点，而 nextIndex 是无需更改的
next = lastNext;
else
nextIndex--; // nextIndex 减一。
// 设置 lastReturned 为空
lastReturned = null;
// 增加数组修改次数
expectedModCount++;
}
public void set(E e) {
// 如果 lastReturned 为空，抛出 IllegalStateException 异常，因为无法修改了。
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
// 校验是否数组发生了变化
checkForComodification();
// 修改 lastReturned 的 item 为 e
lastReturned.item = e;
}
public void add(E e) {
// 校验是否数组发生了变化
checkForComodification();
// 设置 lastReturned 为空
lastReturned = null;
// 此处，会分成两种情况
if (next == null) // 如果 next 已经遍历到尾，则 e 作为新的尾节点，进行插入。算是性能优化
linkLast(e);
else // 插入到 next 的前面
linkBefore(e, next);
// nextIndex 加一。
nextIndex++;
// 增加数组修改次数
expectedModCount++;
}
public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
Objects.requireNonNull(action);
// 遍历剩余链表
while (modCount == expectedModCount && nextIndex < size) {
// 执行 action 逻辑
action.accept(next.item);
// lastReturned 指向 next
lastReturned = next;
// next 指向下一个节点
next = next.next;
// nextIndex 加一。
nextIndex++;
}
// 校验是否数组发生了变化
checkForComodification();
}
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
相比 ArrayList 来说，LinkedList 确实简单蛮多。主要篇幅长的原因，还是因为 LinkedList 实现了 Deque 接口，需要多实现很多方法。
下面，我们来对 LinkedList 做一个简单的小结：
LinkedList 基于节点实现的双向链表的 List ，每个节点都指向前一个和后一个节点从而形成链表。
LinkedList 提供队列、双端队列、栈的功能。
LinkedList 随机访问平均时间复杂度是 O(n) ，查找指定元素的平均时间复杂度是 O(n) 。
LinkedList 移除指定位置的元素的最好时间复杂度是 O(1) ，最坏时间复杂度是 O(n) ，平均时间复杂度是 O(n) 。
LinkedList 添加元素的最好时间复杂度是 O(1) ，最坏时间复杂度是 O(n) ，平均时间复杂度是 O(n) 。
最好时间复杂度发生在头部、或尾部添加的情况。
因为 LinkedList 提供了多种添加、删除、查找的方法，会根据是否能够找到对应的元素进行操作，抛出 NoSuchElementException 异常。
| 返回结果 | 抛出异常 | |
|---|---|---|
| 添加 |
#add(…)、#offset(...)
|
|
| 删除 |
#remove(int index)、#remove(E e)、#poll(E E)
|
#remove() |
| 查找 |
#get(int index)、#peek()
|
#poll() |
这个表主要整理了 List 和 Queue 的操作，暂时没有整理 Deque 的操作。因为，Deque 相同前缀的方法，表现结果同 Queue
在 Redis List 的数据结构，实现方式是类似 Java LinkedList 的方式
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