本文是我们交易研发组刘朝老大的作品:
LRU是Least Recently Used 的缩写,翻译过来就是“最近最少使用”,LRU缓存就是使用这种原理实现,简单的说就是缓存一定量的数据,当超过设定的阈值时就把一些过期的数据删除掉,比如我们缓存10000条数据,当数据小于10000时可以随意添加,当超过10000时就需要把新的数据添加进来,同时要把过期数据删除,以确保我们最大缓存10000条,那怎么确定删除哪条过期数据呢,采用LRU算法实现的话就是将最老的数据删掉,废话不多说,下面来说下Java版的LRU缓存实现 Java里面实现LRU缓存通常有两种选择,一种是使用LinkedHashMap,一种是自己设计数据结构,使用链表+HashMap LRU Cache的LinkedHashMap实现LinkedHashMap自身已经实现了顺序存储,默认情况下是按照元素的添加顺序存储,也可以启用按照访问顺序存储,即最近读取的数据放在最前面,最早读取的数据放在最后面,然后它还有一个判断是否删除最老数据的方法,默认是返回false,即不删除数据,我们使用LinkedHashMap实现LRU缓存的方法就是对LinkedHashMap实现简单的扩展,扩展方式有两种,一种是inheritance,一种是delegation,具体使用什么方式看个人喜好 //LinkedHashMap的一个构造函数,当参数accessOrder为true时,即会按照访问顺序排序,最近访问的放在最前,最早访问的放在后面 LRU缓存LinkedHashMap(inheritance)实现采用inheritance方式实现比较简单,而且实现了Map接口,在多线程环境使用时可以使用 Collections.synchronizedMap()方法实现线程安全操作 package cn.lzrabbit.structure.lru; 这样算是比较标准的实现吧,实际使用中这样写还是有些繁琐,更实用的方法时像下面这样写,省去了单独见一个类的麻烦 final int cacheSize = 100; Map<String, String> map = new LinkedHashMap<String, String>((int) Math.ceil(cacheSize / 0.75f) + 1, 0.75f, true) { @Override LRU缓存LinkedHashMap(delegation)实现delegation方式实现更加优雅一些,但是由于没有实现Map接口,所以线程同步就需要自己搞定了 package cn.lzrabbit.structure.lru; LRU Cache的链表+HashMap实现注:此实现为非线程安全,若在多线程环境下使用需要在相关方法上添加synchronized以实现线程安全操作 package cn.lzrabbit.structure.lru; LinkedHashMap的FIFO实现FIFO是First Input First Output的缩写,也就是常说的先入先出,默认情况下LinkedHashMap就是按照添加顺序保存,我们只需重写下removeEldestEntry方法即可轻松实现一个FIFO缓存,简化版的实现代码如下 final int cacheSize = 5; LinkedHashMap<Integer, String> lru = new LinkedHashMap<Integer, String>() { @Override protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<Integer, String> eldest) { return size() > cacheSize; } }; 调用示例测试代码 package cn.lzrabbit.structure.lru;import cn.lzrabbit.ITest;import java.util.LinkedHashMap;import java.util.Map;/** * Created by liuzhao on 14-5-15. */public class LRUCacheTest { public static void main(String[] args) throws Exception { System.out.println("start..."); lruCache1(); lruCache2(); lruCache3(); lruCache4(); System.out.println("over..."); } static void lruCache1() { System.out.println(); System.out.println("===========================LRU 链表实现==========================="); LRUCache1<Integer, String> lru = new LRUCache1(5); lru.put(1, "11"); lru.put(2, "11"); lru.put(3, "11"); lru.put(4, "11"); lru.put(5, "11"); System.out.println(lru.toString()); lru.put(6, "66"); lru.get(2); lru.put(7, "77"); lru.get(4); System.out.println(lru.toString()); System.out.println(); }static <T> void lruCache2() { System.out.println(); System.out.println("===========================LRU LinkedHashMap(inheritance)实现==========================="); LRUCache2<Integer, String> lru = new LRUCache2(5); lru.put(1, "11"); lru.put(2, "11"); lru.put(3, "11"); lru.put(4, "11"); lru.put(5, "11"); System.out.println(lru.toString()); lru.put(6, "66"); lru.get(2); lru.put(7, "77"); lru.get(4); System.out.println(lru.toString()); System.out.println(); } static void lruCache3() { System.out.println(); System.out.println("===========================LRU LinkedHashMap(delegation)实现==========================="); LRUCache3<Integer, String> lru = new LRUCache3(5); lru.put(1, "11"); lru.put(2, "11"); lru.put(3, "11"); lru.put(4, "11"); lru.put(5, "11"); System.out.println(lru.toString()); lru.put(6, "66"); lru.get(2); lru.put(7, "77"); lru.get(4); System.out.println(lru.toString()); System.out.println(); } static void lruCache4() { System.out.println(); System.out.println("===========================FIFO LinkedHashMap默认实现==========================="); final int cacheSize = 5; LinkedHashMap<Integer, String> lru = new LinkedHashMap<Integer, String>() { @Override protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<Integer, String> eldest) { return size() > cacheSize; } }; lru.put(1, "11"); lru.put(2, "11"); lru.put(3, "11"); lru.put(4, "11"); lru.put(5, "11"); System.out.println(lru.toString()); lru.put(6, "66"); lru.get(2); lru.put(7, "77"); lru.get(4); System.out.println(lru.toString()); System.out.println(); } } 运行结果 "C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\bin\java" -Didea.launcher.port=7535 "-Didea.launcher.bin.path=C:\Program Files (x86)\JetBrains\IntelliJ IDEA 13.0.2\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\charsets.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\deploy.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\javaws.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\jce.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\jsse.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\management-agent.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\plugin.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\resources.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\rt.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\ext\dnsns.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\ext\localedata.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;D:\SVN\projects\Java\Java.Algorithm\target\test-classes;D:\SVN\projects\Java\Java.Algorithm\target\classes;C:\Program Files (x86)\JetBrains\IntelliJ IDEA 13.0.2\lib\idea_rt.jar" com.intellij.rt.execution.application.AppMain Main start...===========================LRU 链表实现=========================== 5:11 4:11 3:11 2:11 1:11 4:11 7:77 2:11 6:66 5:11 ===========================LRU LinkedHashMap(inheritance)实现=========================== 1:11 2:11 3:11 4:11 5:11 5:11 6:66 2:11 7:77 4:11 ===========================LRU LinkedHashMap(delegation)实现=========================== 1:11 2:11 3:11 4:11 5:11 5:11 6:66 2:11 7:77 4:11 ===========================FIFO LinkedHashMap默认实现==========================={1=11, 2=11, 3=11, 4=11, 5=11} {3=11, 4=11, 5=11, 6=66, 7=77} over... 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