源代码解读

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

功能和特点

1. 继承了一个抽象类AbstractSequentialList，这个类就是用调用ListIterator实现了元素的增删查改，这些方法在LinkedList中被复写。
2. LinkedList实现了List、Deque、Cloneable以及Serializable接口。其中Deque是双端队列接口，所以LinkedList可以当作是栈、队列或者双端队队列。

LinkedList实现

主要原理

元素在内部被封装成Node对象，这是一个内部类，定义如下：

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;
    }
}

Node表示的是双向链表的节点数据结构。
使用双向循环链表实现，初始化时，双向循环链表的first=last=null，
添加第一个元素：
即使得firt=last=newNode。
再次添加元素时：

pred = last;
pred.next = newNode2;
pred.next.prev = pred;
pred = newNode2;
last = pred;

变量

transient int size = 0;
transient Node<E> first;
transient Node<E> last;

size是元素个数，first是双向链表的第一个元素，last双向链表的最后一个元素。

构造函数

public LinkedList() {
}

public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
    this();
    addAll(c);
}

一个默认的的构造函数；
一个支持添加集合中多有元素到LinkedList中。
addAll()方法如下，

public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
    return addAll(size, c);
}

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)//即为头节点，
            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;
}

当不指定元素添加的位置时，默认添加到last Node的后面（即index=size，size表示LInkedList的元素个数）；否则将集合中的所有元素插入到LinkedList中。
主要是通过`node(int index)找到指定位置的Node对象，具体实现如下：

Node<E> node(int index) {
    // assert isElementIndex(index);

    if (index < (size >> 1)) {//如果索引是链表的前半段，从头开始搜索，加速确定位置
        Node<E> x = first;
        for (int i = 0; i < index; i++)
            x = x.next;
        return x;
    } else {//如果索引是链表的后半段，从末尾开始搜索，加速确定位置
        Node<E> x = last;
        for (int i = size - 1; i > index; i--)
            x = x.prev;
        return x;
    }
}

此处技巧，通过index与size向左移一位（即）比较，判断最快找到index位置元素是从头还是从尾部开始查找，时间复杂度有O(n/2)+O(1)$。

核心私有方法

LinkedList内部有几个关键的私有方法，它们实现了链表的插入、删除等操作。

表头插入
private void linkFirst(E e) {
    final Node<E> f = first;
    final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
    first = newNode;
    if (f == null)//LinkedList中无节点
        last = newNode;
    else
        f.prev = newNode;
    size++;
    modCount++;
}
//尾部插入
void linkLast(E e) {
    final Node<E> l = last;
    final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
    last = newNode;
    if (l == null)    //如果链表原来为空，让first指向这个唯一的节点
        first = newNode;
    else
        l.next = newNode;
    size++;
    modCount++;
}
//中间插入
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)//succ是first节点
        first = newNode;
    else
        pred.next = newNode;
    size++;
    modCount++;
}
//删除头节点
private E unlinkFirst(Node<E> f) {
    // assert f == first && f != null;
    final E element = f.item;
    final Node<E> next = f.next; //先保存下一个节点
    f.item = null;    
    f.next = null; // help GC
    first = next;    //让first指向下一个节点
    if (next == null)    //如果下一个节点为空，说明链表原来只有一个节点，现在成空链表了，要把last指向null
        last = null;
    else        //否则下一个节点的前驱节点要置为null
        next.prev = null;
    size--;
    modCount++;
    return element;
}
//删除尾节点
 private E unlinkLast(Node<E> l) {
    // assert l == last && l != null;
    final E element = l.item;
    final Node<E> prev = l.prev;  //保存前一个节点
    l.item = null;
    l.prev = null; // help GC
    last = prev;    //last指向前一个节点
    if (prev == null)    //与头节点删除一样，判断是否为空
        first = null;
    else
        prev.next = null;
    size--;
    modCount++;
    return element;
}
//从链表中间删除节点
 E unlink(Node<E> x) {
    // assert x != null;
    final E element = x.item;
    final Node<E> next = x.next;    //保存前驱节点
    final Node<E> prev = x.prev;    //保存后继节点

    if (prev == null) {    //前驱为空，说明删除的是头节点，first要指向下一个节点
        first = next;
    } else {                //否则前驱节点的后继节点变为当前删除节点的下一个节点
        prev.next = next;
        x.prev = null;
    }

    if (next == null) {       //判断后继是否为空，与前驱节点是否为空的逻辑类似
        last = prev;
    } else {
        next.prev = prev;
        x.next = null;
    }

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

LinkedList的队列方法实现和主要的增删查改都是基于上述几个方法。

核心public方法

公开的方法几乎都是调用上面几个私有方法实现的。
add

public boolean add(E e) {
    linkLast(e);
    return true;
}
public boolean add(E e) {
    linkLast(e);
    return true;
}
public void add(int index, E element) {
    checkPositionIndex(index);

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

这些方法的实现都很简单。注意最后一个方法add(int index, E element)，这个方法是在指定的位置插入元素。首先判断位置是否越界，然后判断是不是最后一个位置。如果是就直接插入链表末尾，否则调用linkBefore(element, node(index)方法。这里在传参数的时候又调用了node(index)，这个方法的目的是找到这个位置的节点对象。
用于查找指定位置元素的get(int index)方法也是调用node实现的：

public E get(int index) {
    checkElementIndex(index);
    return node(index).item;
}

remove

public E remove(int index) {
    checkElementIndex(index);
    return unlink(node(index));
}

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;
}

第一个remove(int index)方法同样要调用node(index)寻找节点。而第二个方法remove(Object o)是删除指定元素，这个方法要依次遍历节点进行元素的比较，最坏情况下要比较到最后一个元素，比调用node方法更慢，时间复杂度为。

可以看出LinkedList的元素可以是null。

总结

1. LinkedList基于双向链表实现，元素可以为null。
2. 对添加和删除元素的时间复杂度认为是，而查找某个元素的时间复杂度较高。适合添加和删除较频繁的使用场景。