面试题：Java中LinkedHashSet在缓存场景应用时如何保证元素顺序

Question

在缓存场景中使用Java的LinkedHashSet，它是通过什么机制来保证元素插入顺序或访问顺序的？请简要描述其原理及相关方法。

Answer 1

1. 保证顺序的机制：
   • 插入顺序：LinkedHashSet继承自HashSet，并维护了一个双向链表来记录元素的插入顺序。每当有新元素插入时，会将其添加到链表尾部。
   • 访问顺序：如果构造LinkedHashSet时使用new LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder)构造函数，并将accessOrder设为true，则会按照访问顺序维护链表。当元素被访问（如通过get方法访问，如果是在Map的场景下，这里LinkedHashSet类似Map的键集合，可类比理解），会将该元素移到链表尾部。
2. 原理：
   • LinkedHashSet内部使用LinkedHashMap来存储元素。LinkedHashMap继承自HashMap，在HashMap的基础上增加了双向链表的结构。HashMap本身是基于哈希表存储元素，而双向链表用于维护顺序。
   • 双向链表的节点类Entry继承自HashMap.Node，除了包含HashMap.Node的key、value、hash、next字段外，还增加了before和after字段来维护双向链表关系。
3. 相关方法：
   • 添加元素：add(E e)方法用于向LinkedHashSet中添加元素。该方法实际调用的是内部LinkedHashMap的put方法，将元素添加到哈希表的同时，会将其添加到双向链表尾部。
   • 访问元素：虽然LinkedHashSet本身没有直接的get方法来获取元素（因为它实现的是Set接口），但如果将其类比为Map的键集合，在LinkedHashMap中有get(Object key)方法，当accessOrder为true时，访问元素后会调用afterNodeAccess方法将该元素移到链表尾部。afterNodeAccess方法会调整双向链表中节点的位置，将被访问的节点移到链表尾部。
   • 删除元素：remove(Object o)方法用于删除元素。该方法会先从哈希表中删除对应的节点，然后从双向链表中删除该节点，通过调整双向链表节点的before和after指针来完成删除操作。