教你們做一個基於Java的特別水的LRU和FIFO緩存淘汰

介紹

LRU全稱是Least Recently Used，即最近最久未使用的意思。

LRU算法的設計原則是：如果一個數據在最近一段時間沒有被訪問到，那麼在將來它被訪問的可能性也很小。也就是說，當限定的空間已存滿數據時，應當把最久沒有被訪問到的數據淘汰。

FIFO (First In FIrst Out) 是最簡單的算法，原理跟名字一樣，“如果一個數據最先進入緩存中，則應該最早淘汰掉”。

LinkedHashMap介紹

它是一個雙向鏈表 + 數組 + 單向鏈表 + 紅黑樹。說白了就是在HashMap的基礎上加了個雙向鏈表，這個雙向鏈表用於在插入，刪除，在鏈表尾部添加。
因爲HashMap已經在插入、刪除的時候都會調用一個空的方法，這就是關鍵，LinkedHashMap重寫了這些方法。如圖：

在LinkedHashMap中，具體實現如下，就鏈表的基本操作，沒什麼好解釋的：

需要注意的是LinkedHashMap中的accessOrder變量：

在訪問的時候，如果accessOrder爲true，那麼會被重新加入到鏈表尾部，正是因爲它，纔有LRU的關鍵。

如果你想設置LRU的大小，那麼可以實現如下方法：

該方法返回true，說明鏈表頭部會被刪除。

LRU代碼

package vip.wulang.test.map;

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;

public class TestLRU extends LinkedHashMap<Integer, Object> {
    private int max;

    public TestLRU(int max) {
        super(16, 0.75f, true);
        this.max = max;
    }

    @Override
    protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<Integer, Object> eldest) {
        return size() > max;
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestLRU map = new TestLRU(10);
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            map.put(i, i);
        }
        map.forEach((k, v) -> System.out.println(k + ":" + v));
        for (int i = 99990; i < 99995; i++) {
            map.get(i);
        }
        for (int i = 100000; i < 100005; i++) {
            map.put(i, i);
        }
        System.out.println("LRU");
        map.forEach((k, v) -> System.out.println(k + ":" + v));
    }
}

結果：

FIFO代碼

package vip.wulang.test.map;

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;

public class TestFIFO extends LinkedHashMap<Integer, Object> {
    private int max;

    public TestFIFO(int max) {
        this.max = max;
    }

    @Override
    protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<Integer, Object> eldest) {
        return size() > max;
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestFIFO map = new TestFIFO(10);
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            map.put(i, i);
        }
        map.forEach((k, v) -> System.out.println(k + ":" + v));
        for (int i = 100000; i < 100010; i++) {
            map.put(i, i);
        }
        System.out.println("FIFO");
        map.forEach((k, v) -> System.out.println(k + ":" + v));
    }
}

結果：

結尾

是不是很簡單，如果需要追尋原理的話，可以看看源碼，建議你直接看HashMap，LinkedHashMap太水了。

引用

LinkedHashMap
LRU說明