Java實現LRU緩存方案

• LRU 是 Least Recently Used 的縮寫，意思是 最近最少使用 。LRU 緩存就是使用這種原理實現，就是緩存一定的數據，超過設定的最大值以後就移除過期的數據。

• 解決方案：可以使用兩個數據結構實現一個LRU緩存。
  1）使用雙向鏈表實現的隊列，隊列的最大容量爲緩存的大小。在使用的過程中把最近使用的頁面移動到隊列頭，最近沒有使用的放在後面。
  2）使用一個哈希表，把頁號最爲鍵，把緩存在隊列中的節點地址作爲值。

具體代碼如下：

public class LRU {
	// 存儲值
    private ArrayDeque<Integer> queue = new ArrayDeque<>();
    private HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<>();
    // 緩存大小
    private int cacheSize;

    public LRU(int cacheSize) {
        this.cacheSize = cacheSize;
    }

    // 判斷隊列是否已滿
    private boolean isQueueFull() {
        return queue.size() == cacheSize;
    }

    private void enqueue(int pageNum) {
        if (isQueueFull()) {
            hashSet.remove(queue.getLast());
            // 移除最後一個 如果使用  queue.removeLast(); 如果是 null 會拋出異常 使用 queue.pollLast();如果是 null 則返回 null
            queue.pollLast();
        }
        queue.addFirst(pageNum);
        hashSet.add(pageNum);
    }

    public void accessPage(int pageNum) {
        if (!hashSet.contains(pageNum)) {
            // 如果沒有緩存則添加進去
            enqueue(pageNum);
        } else if (pageNum != queue.getFirst()) {
            // 如果在緩存中則移動到隊首
            queue.remove(pageNum);
            queue.addFirst(pageNum);
        }
    }

    public void printQueue() {
        while (!queue.isEmpty()) {
            System.out.println(queue.pop() + " ");
        }
    }
}

• 使用方式

	@Test
    public void test2() {
        LRU lru = new LRU(3);
        lru.accessPage(1);
        lru.accessPage(2);
        lru.accessPage(3);
        lru.accessPage(4);
        lru.accessPage(5);
        lru.accessPage(6);
        lru.accessPage(6);
        lru.accessPage(5);
        lru.printQueue();
    }

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