如何用LinkedHashMap实现LRU缓存算法

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缓存这个东西就是为了提高运行速度的,由于缓存是在寸土寸金的内存里面,不是在硬盘里面,所以容量是很有限的。LRU这个算法就是把最近一次使用时间离现在时间最远的数据删除掉。先说说List:每次访问一个元素后把这个元素放在 List一端,这样一来最远使用的元素自然就被放到List的另一端。缓存满了t的时候就把那最远使用的元素remove掉。但更实用的是HashMap。因为List太慢,要删掉的数据总是位于List底层数组的第一个位置,删掉之后,后面的数据要向前补位。。所以复杂度是O(n),那就用链表结构的LinkedHashMap呗~,LinkedHashMap默认的元素顺序是put的顺序,但是如果使用带参数的构造函数,那么LinkedHashMap会根据访问顺序来调整内部 顺序。 LinkedHashMap的get()方法除了返回元素之外还可以把被访问的元素放到链表的底端,这样一来每次顶端的元素就是remove的元素。

构造函数如下:

public LinkedHashMap (int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder);

 initialCapacity   初始容量

 loadFactor    加载因子,一般是 0.75f

accessOrder   false 基于插入顺序  true  基于访问顺序(get一个元素后,这个元素被加到最后,使用了LRU  最近最少被使用的调度算法)

来个例子吧:

import java.util.*;

class Test
{
	public static void main(String[] args) throws Exception{
	
		Map map=new LinkedHashMap<>(10,0.75f,true);
		map.put(9,3);
		map.put(7,4);
		map.put(5,9);
		map.put(3,4);
		//现在遍历的话顺序肯定是9,7,5,3
		//下面访问了一下9,3这个键值对,输出顺序就变喽~
		map.get(9);
		for(Iterator> it=map.entrySet().iterator();it.hasNext();){
			System.out.println(it.next().getKey());
		}
	}
}

输出

7
5
3
9

好玩吧~

下面开始实现LRU缓存喽~

import java.util.*;  
//扩展一下LinkedHashMap这个类,让他实现LRU算法  
class LRULinkedHashMap extends LinkedHashMap{  
    //定义缓存的容量  
    private int capacity;  
    private static final long serialVersionUID = 1L;  
    //带参数的构造器     
    LRULinkedHashMap(int capacity){  
        //调用LinkedHashMap的构造器,传入以下参数  
        super(16,0.75f,true);  
        //传入指定的缓存最大容量  
        this.capacity=capacity;  
    }  
    //实现LRU的关键方法,如果map里面的元素个数大于了缓存最大容量,则删除链表的顶端元素  
    @Override  
    public boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest){   
        System.out.println(eldest.getKey() + "=" + eldest.getValue());    
        return size()>capacity;  
    }    
}  
//测试类  
class Test{  
public static void main(String[] args) throws Exception{  
  
    //指定缓存最大容量为4  
    Map map=new LRULinkedHashMap<>(4);  
    map.put(9,3);  
    map.put(7,4);  
    map.put(5,9);  
    map.put(3,4);  
    map.put(6,6);  
    //总共put了5个元素,超过了指定的缓存最大容量  
    //遍历结果  
        for(Iterator> it=map.entrySet().iterator();it.hasNext();){  
            System.out.println(it.next().getKey());  
        }  
    }  
}  

输出结果如下

9=3
9=3
9=3
9=3
9=3
7
5
3
6

分析一下:使用带参数构造器,且启用LRU模式的LinkedHashMap会在每次有新元素加入的时候,判断当前储存元素是否超过了缓存上限,也就是执行

一次removeEldestEntry方法,看最后的遍历结果,发现果然把9删除了,LRU发挥作用了~

转载于:https://my.oschina.net/sfshine/blog/1594942

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