标签:hash nbsp 实现 利用 over ret lru算法 tran map
Java中最简单的LRU算法实现,就是利用 LinkedHashMap,覆写其中的removeEldestEntry(Map.Entry)方法即可
import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; import java.util.LinkedHashMap; import java.util.Map; import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; /** * LinkedHashMap实现简单的缓存, 必须实现removeEldestEntry方法,具体参见JDK文档 * @author * 2017年9月1日 */ public class LRULinkedHashMap<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> { private final int maxCapacity; private static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; private final Lock lock = new ReentrantLock(); public LRULinkedHashMap(int maxCapacity) { super(maxCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR, true); this.maxCapacity = maxCapacity; } @Override protected boolean removeEldestEntry(java.util.Map.Entry<K, V> eldest) { return size() > maxCapacity; } @Override public boolean containsKey(Object key) { try { lock.lock(); return super.containsKey(key); } finally { lock.unlock(); } } @Override public V get(Object key) { try { lock.lock(); return super.get(key); } finally { lock.unlock(); } } @Override public V put(K key, V value) { try { lock.lock(); return super.put(key, value); } finally { lock.unlock(); } } public int size() { try { lock.lock(); return super.size(); } finally { lock.unlock(); } } public void clear() { try { lock.lock(); super.clear(); } finally { lock.unlock(); } } public Collection<Map.Entry<K, V>> getAll() { try { lock.lock(); return new ArrayList<Map.Entry<K, V>>(super.entrySet()); } finally { lock.unlock(); } } }
传统意义的LRU算法是为每一个Cache对象设置一个计数器,每次Cache命中则给计数器+1,而Cache用完,需要淘汰旧内容,放置新内容时,就查看所有的计数器,并将最少使用的内容替换掉。
它的弊端很明显,如果Cache的数量少,问题不会很大, 但是如果Cache的空间过大,达到10W或者100W以上,一旦需要淘汰,则需要遍历所有计算器,其性能与资源消耗是巨大的。效率也就非常的慢了。
它的原理: 将Cache的所有位置都用双连表连接起来,当一个位置被命中之后,就将通过调整链表的指向,将该位置调整到链表头的位置,新加入的Cache直接加到链表头中。
这样,在多次进行Cache操作后,最近被命中的,就会被向链表头方向移动,而没有命中的,而想链表后面移动,链表尾则表示最近最少使用的Cache。
当需要替换内容时候,链表的最后位置就是最少被命中的位置,我们只需要淘汰链表最后的部分即可。
import java.util.Hashtable; public class LRUCache { class CacheNode { CacheNode prev;//前一节点 CacheNode next;//后一节点 Object value;//值 Object key;//键 CacheNode() { } } private int cacheSize; private Hashtable nodes;//缓存容器 private int currentSize; private CacheNode first;//链表头 private CacheNode last;//链表尾 public LRUCache(int i) { currentSize = 0; cacheSize = i; nodes = new Hashtable(i);//缓存容器 } /** * 获取缓存中对象 * @param key * @return */ public Object get(Object key) { CacheNode node = (CacheNode) nodes.get(key); if (node != null) { moveToHead(node); return node.value; } else { return null; } } /** * 添加缓存 * @param key * @param value */ public void put(Object key, Object value) { CacheNode node = (CacheNode) nodes.get(key); if (node == null) { //缓存容器是否已经超过大小. if (currentSize >= cacheSize) { if (last != null)//将最少使用的删除 nodes.remove(last.key); removeLast(); } else { currentSize++; } node = new CacheNode(); } node.value = value; node.key = key; //将最新使用的节点放到链表头,表示最新使用的. moveToHead(node); nodes.put(key, node); } /** * 将缓存删除 * @param key * @return */ public Object remove(Object key) { CacheNode node = (CacheNode) nodes.get(key); if (node != null) { if (node.prev != null) { node.prev.next = node.next; } if (node.next != null) { node.next.prev = node.prev; } if (last == node) last = node.prev; if (first == node) first = node.next; } return node; } public void clear() { first = null; last = null; } /** * 删除链表尾部节点 * 表示 删除最少使用的缓存对象 */ private void removeLast() { //链表尾不为空,则将链表尾指向null. 删除连表尾(删除最少使用的缓存对象) if (last != null) { if (last.prev != null) last.prev.next = null; else first = null; last = last.prev; } } /** * 移动到链表头,表示这个节点是最新使用过的 * @param node */ private void moveToHead(CacheNode node) { if (node == first) return; if (node.prev != null) node.prev.next = node.next; if (node.next != null) node.next.prev = node.prev; if (last == node) last = node.prev; if (first != null) { node.next = first; first.prev = node; } first = node; node.prev = null; if (last == null) last = first; } }
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