缓存淘汰算法之FIFO

前段时间去网易面试，被这个问题卡住，先做总结如下：

常用缓存淘汰算法

• FIFO类：First In First Out，先进先出。判断被存储的时间，离目前最远的数据优先被淘汰。
• LRU类：Least Recently Used，最近最少使用。判断最近被使用的时间，目前最远的数据优先被淘汰。
• LFU类：Least Frequently Used，最不经常使用。在一段时间内，数据被使用次数最少的，优先被淘汰。

FIFO类 先进先出

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※ FIFO

原理： 按照“先进先出（First In，First Out）”的原理淘汰数据

实现：

1. 新访问的数据插入FIFO队列尾部，数据在FIFO队列中顺序移动；

2. 淘汰FIFO队列头部的数据；

特点：

   >> 命中率    命中率很低，因为命中率太低，实际应用中基本上不会采用。

   >> 复杂度    简单

   >> 代价       实现代价很小

※ Second Chance

原理： FIFO改进版，如果被淘汰的数据之前被访问过，则给其第二次机会（Second Chance）

实现：

每个数据会增加一个访问标志位，用于标识此数据放入缓存队列后是否被再次访问过。

如上图，A是FIFO队列中最旧的数据，且其放入队列后没有被再次访问，则A被立刻淘汰；否则如果放入队列后被访问过，则将A移到FIFO队列头，并且将访问标志位清除。

如果所有的数据都被访问过，则经过一次循环后就会按照FIFO的原则淘汰数据。

特点：

   >> 命中率    命中率比FIFO高。

   >> 复杂度   与FIFO相比，需要记录数据的访问标志位，且需要将数据移动

   >> 代价       实现代价比FIFO高

※ Clock

原理： Clock是Second Chance的改进版，通过一个环形队列，避免将数据在FIFO队列中移动

实现：

l 当前指针指向C，如果C被访问过，则清除C的访问标志，并将指针指向D；

l 如果C没有被访问过，则将新数据插入到C的位置,将指针指向D。

特点：

   >> 命中率    命中率比FIFO高，和Second Chance一样

   >> 复杂度   与FIFO相比，需要记录数据的访问标志位，且需要将数据指针移动

   >> 代价       实现代价比FIFO高，比Second Chance低

FIFO类对比

命中率	Clock =  Second Chance > FIFO
复杂度	Second Chance  > Clock > FIFO
代价	Second Chance  > Clock > FIFO

由于FIFO类算法命中率相比其他算法要低不少，因此实际应用中很少使用此类算法