LRU缓存实现(Java)
LRU是Least Recently Used 的缩写,翻译过来就是“最近最少使用”,LRU缓存就是使用这种原理实现,简单的说就是缓存一定量的数据,当超过设定的阈值时就把一些过期的数据删除掉,比如我们缓存10000条数据,当数据小于10000时可以随意添加,当超过10000时就需要把新的数据添加进来,同时要把过期数据删除,以确保我们最大缓存10000条,那怎么确定删除哪条过期数据呢,采用LRU算法实现的话就是将最老的数据删掉,废话不多说,下面来说下Java版的LRU缓存实现
Java里面实现LRU缓存通常有两种选择,一种是使用LinkedHashMap,一种是自己设计数据结构,使用链表+HashMap
LRU Cache的LinkedHashMap实现
LinkedHashMap自身已经实现了顺序存储,默认情况下是按照元素的添加顺序存储,也可以启用按照访问顺序存储,即最近读取的数据放在最前面,最早读取的数据放在最后面,然后它还有一个判断是否删除最老数据的方法,默认是返回false,即不删除数据,我们使用LinkedHashMap实现LRU缓存的方法就是对LinkedHashMap实现简单的扩展,扩展方式有两种,一种是inheritance,一种是delegation,具体使用什么方式看个人喜好
//LinkedHashMap的一个构造函数,当参数accessOrder为true时,即会按照访问顺序排序,最近访问的放在最前,最早访问的放在后面
public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder) {
super(initialCapacity, loadFactor);
this.accessOrder = accessOrder;
} //LinkedHashMap自带的判断是否删除最老的元素方法,默认返回false,即不删除老数据
//我们要做的就是重写这个方法,当满足一定条件时删除老数据
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) {
return false;
}
LRU缓存LinkedHashMap(inheritance)实现
采用inheritance方式实现比较简单,而且实现了Map接口,在多线程环境使用时可以使用 Collections.synchronizedMap()方法实现线程安全操作
package cn.lzrabbit.structure.lru; import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map; /**
* Created by liuzhao on 14-5-15.
*/
public class LRUCache2<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> {
private final int MAX_CACHE_SIZE; public LRUCache2(int cacheSize) {
super((int) Math.ceil(cacheSize / 0.75) + 1, 0.75f, true);
MAX_CACHE_SIZE = cacheSize;
} @Override
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) {
return size() > MAX_CACHE_SIZE;
} @Override
public String toString() {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (Map.Entry<K, V> entry : entrySet()) {
sb.append(String.format("%s:%s ", entry.getKey(), entry.getValue()));
}
return sb.toString();
}
}
这样算是比较标准的实现吧,实际使用中这样写还是有些繁琐,更实用的方法时像下面这样写,省去了单独见一个类的麻烦
final int cacheSize = 100;
Map<String, String> map = new LinkedHashMap<String, String>((int) Math.ceil(cacheSize / 0.75f) + 1, 0.75f, true) {
@Override
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<String, String> eldest) {
return size() > cacheSize;
}
};
LRU缓存LinkedHashMap(delegation)实现
delegation方式实现更加优雅一些,但是由于没有实现Map接口,所以线程同步就需要自己搞定了
package cn.lzrabbit.structure.lru; import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set; /**
* Created by liuzhao on 14-5-13.
*/
public class LRUCache3<K, V> { private final int MAX_CACHE_SIZE;
private final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
LinkedHashMap<K, V> map; public LRUCache3(int cacheSize) {
MAX_CACHE_SIZE = cacheSize;
//根据cacheSize和加载因子计算hashmap的capactiy,+1确保当达到cacheSize上限时不会触发hashmap的扩容,
int capacity = (int) Math.ceil(MAX_CACHE_SIZE / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1;
map = new LinkedHashMap(capacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR, true) {
@Override
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) {
return size() > MAX_CACHE_SIZE;
}
};
} public synchronized void put(K key, V value) {
map.put(key, value);
} public synchronized V get(K key) {
return map.get(key);
} public synchronized void remove(K key) {
map.remove(key);
} public synchronized Set<Map.Entry<K, V>> getAll() {
return map.entrySet();
} public synchronized int size() {
return map.size();
} public synchronized void clear() {
map.clear();
} @Override
public String toString() {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (Map.Entry entry : map.entrySet()) {
sb.append(String.format("%s:%s ", entry.getKey(), entry.getValue()));
}
return sb.toString();
}
}
LRU Cache的链表+HashMap实现
注:此实现为非线程安全,若在多线程环境下使用需要在相关方法上添加synchronized以实现线程安全操作
package cn.lzrabbit.structure.lru; import java.util.HashMap; /**
* Created by liuzhao on 14-5-12.
*/
public class LRUCache1<K, V> { private final int MAX_CACHE_SIZE;
private Entry first;
private Entry last; private HashMap<K, Entry<K, V>> hashMap; public LRUCache1(int cacheSize) {
MAX_CACHE_SIZE = cacheSize;
hashMap = new HashMap<K, Entry<K, V>>();
} public void put(K key, V value) {
Entry entry = getEntry(key);
if (entry == null) {
if (hashMap.size() >= MAX_CACHE_SIZE) {
hashMap.remove(last.key);
removeLast();
}
entry = new Entry();
entry.key = key;
}
entry.value = value;
moveToFirst(entry);
hashMap.put(key, entry);
} public V get(K key) {
Entry<K, V> entry = getEntry(key);
if (entry == null) return null;
moveToFirst(entry);
return entry.value;
} public void remove(K key) {
Entry entry = getEntry(key);
if (entry != null) {
if (entry.pre != null) entry.pre.next = entry.next;
if (entry.next != null) entry.next.pre = entry.pre;
if (entry == first) first = entry.next;
if (entry == last) last = entry.pre;
}
hashMap.remove(key);
} private void moveToFirst(Entry entry) {
if (entry == first) return;
if (entry.pre != null) entry.pre.next = entry.next;
if (entry.next != null) entry.next.pre = entry.pre;
if (entry == last) last = last.pre; if (first == null || last == null) {
first = last = entry;
return;
} entry.next = first;
first.pre = entry;
first = entry;
entry.pre = null;
} private void removeLast() {
if (last != null) {
last = last.pre;
if (last == null) first = null;
else last.next = null;
}
} private Entry<K, V> getEntry(K key) {
return hashMap.get(key);
} @Override
public String toString() {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
Entry entry = first;
while (entry != null) {
sb.append(String.format("%s:%s ", entry.key, entry.value));
entry = entry.next;
}
return sb.toString();
} class Entry<K, V> {
public Entry pre;
public Entry next;
public K key;
public V value;
}
}
LinkedHashMap的FIFO实现
FIFO是First Input First Output的缩写,也就是常说的先入先出,默认情况下LinkedHashMap就是按照添加顺序保存,我们只需重写下removeEldestEntry方法即可轻松实现一个FIFO缓存,简化版的实现代码如下
final int cacheSize = 5;
LinkedHashMap<Integer, String> lru = new LinkedHashMap<Integer, String>() {
@Override
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<Integer, String> eldest) {
return size() > cacheSize;
}
};
调用示例
测试代码
package cn.lzrabbit.structure.lru; import cn.lzrabbit.ITest; import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map; /**
* Created by liuzhao on 14-5-15.
*/
public class LRUCacheTest { public static void main(String[] args) throws Exception {
System.out.println("start..."); lruCache1();
lruCache2();
lruCache3();
lruCache4(); System.out.println("over...");
} static void lruCache1() {
System.out.println();
System.out.println("===========================LRU 链表实现===========================");
LRUCache1<Integer, String> lru = new LRUCache1(5);
lru.put(1, "11");
lru.put(2, "11");
lru.put(3, "11");
lru.put(4, "11");
lru.put(5, "11");
System.out.println(lru.toString());
lru.put(6, "66");
lru.get(2);
lru.put(7, "77");
lru.get(4);
System.out.println(lru.toString());
System.out.println();
} static <T> void lruCache2() {
System.out.println();
System.out.println("===========================LRU LinkedHashMap(inheritance)实现===========================");
LRUCache2<Integer, String> lru = new LRUCache2(5);
lru.put(1, "11");
lru.put(2, "11");
lru.put(3, "11");
lru.put(4, "11");
lru.put(5, "11");
System.out.println(lru.toString());
lru.put(6, "66");
lru.get(2);
lru.put(7, "77");
lru.get(4);
System.out.println(lru.toString());
System.out.println();
} static void lruCache3() {
System.out.println();
System.out.println("===========================LRU LinkedHashMap(delegation)实现===========================");
LRUCache3<Integer, String> lru = new LRUCache3(5);
lru.put(1, "11");
lru.put(2, "11");
lru.put(3, "11");
lru.put(4, "11");
lru.put(5, "11");
System.out.println(lru.toString());
lru.put(6, "66");
lru.get(2);
lru.put(7, "77");
lru.get(4);
System.out.println(lru.toString());
System.out.println();
} static void lruCache4() {
System.out.println();
System.out.println("===========================FIFO LinkedHashMap默认实现===========================");
final int cacheSize = 5;
LinkedHashMap<Integer, String> lru = new LinkedHashMap<Integer, String>() {
@Override
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<Integer, String> eldest) {
return size() > cacheSize;
}
};
lru.put(1, "11");
lru.put(2, "11");
lru.put(3, "11");
lru.put(4, "11");
lru.put(5, "11");
System.out.println(lru.toString());
lru.put(6, "66");
lru.get(2);
lru.put(7, "77");
lru.get(4);
System.out.println(lru.toString());
System.out.println();
} }
运行结果
"C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\bin\java" -Didea.launcher.port=7535 "-Didea.launcher.bin.path=C:\Program Files (x86)\JetBrains\IntelliJ IDEA 13.0.2\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\charsets.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\deploy.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\javaws.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\jce.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\jsse.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\management-agent.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\plugin.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\resources.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\rt.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\ext\dnsns.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\ext\localedata.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.6.0_10\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;D:\SVN\projects\Java\Java.Algorithm\target\test-classes;D:\SVN\projects\Java\Java.Algorithm\target\classes;C:\Program Files (x86)\JetBrains\IntelliJ IDEA 13.0.2\lib\idea_rt.jar" com.intellij.rt.execution.application.AppMain Main
start... ===========================LRU 链表实现===========================
5:11 4:11 3:11 2:11 1:11
4:11 7:77 2:11 6:66 5:11 ===========================LRU LinkedHashMap(inheritance)实现===========================
1:11 2:11 3:11 4:11 5:11
5:11 6:66 2:11 7:77 4:11 ===========================LRU LinkedHashMap(delegation)实现===========================
1:11 2:11 3:11 4:11 5:11
5:11 6:66 2:11 7:77 4:11 ===========================FIFO LinkedHashMap默认实现===========================
{1=11, 2=11, 3=11, 4=11, 5=11}
{3=11, 4=11, 5=11, 6=66, 7=77} over... Process finished with exit code 0
LRU缓存实现(Java)的更多相关文章
- [转]LRU缓存实现(Java)
LRU Cache的LinkedHashMap实现 LRU Cache的链表+HashMap实现 LinkedHashMap的FIFO实现 调用示例 LRU是Least Recently Used 的 ...
- 转: LRU缓存介绍与实现 (Java)
引子: 我们平时总会有一个电话本记录所有朋友的电话,但是,如果有朋友经常联系,那些朋友的电话号码不用翻电话本我们也能记住,但是,如果长时间没有联系了,要再次联系那位朋友的时候,我们又不得不求助电话本, ...
- Java集合详解5:深入理解LinkedHashMap和LRU缓存
今天我们来深入探索一下LinkedHashMap的底层原理,并且使用linkedhashmap来实现LRU缓存. 摘要: HashMap和双向链表合二为一即是LinkedHashMap.所谓Linke ...
- Java和Android的Lru缓存,及其实现原理
一.概述 Android提供了LRUCache类,可以方便的使用它来实现LRU算法的缓存.Java提供了LinkedHashMap,可以用该类很方便的实现LRU算法,Java的LRULinkedHas ...
- 总是套路留人心, JAVA提供的套路: LinkedHashMap实现LRU缓存; InvocationHandler实现动态代理; fork/join实现窃取算法
1. LinkedHashMap实现LRU缓存 LRU缓存核心是根据访问顺序排序, 自动移除队尾缓存, LinkedHashMap已经实现了这些要求: public LRUCache<K, V& ...
- LRU缓存介绍与实现 (Java)
引子: 我们平时总会有一个电话本记录所有朋友的电话,但是,如果有朋友经常联系,那些朋友的电话号码不用翻电话本我们也能记住,但是,如果长时间没有联系 了,要再次联系那位朋友的时候,我们又不得不求助电话本 ...
- 请用Java设计一个Least Recently Used (LRU) 缓存
LRU介绍:LRU是Least Recently Used的缩写,即最少使用页面置换算法,是为虚拟页式存储管理服务的, 思路介绍: 能够使用两个标准的数据结构来实现.Map和Queue.由于须要支持多 ...
- Java实现 LeetCode 146 LRU缓存机制
146. LRU缓存机制 运用你所掌握的数据结构,设计和实现一个 LRU (最近最少使用) 缓存机制.它应该支持以下操作: 获取数据 get 和 写入数据 put . 获取数据 get(key) - ...
- Java:手写幼儿园级线程安全LRU缓存X探究影响命中率的因素
最近遇到一个需求,需要频繁访问数据库,但是访问的内容只是 id + 名称 这样的简单键值对. 频繁的访问数据库,网络上和内存上都会给数据库服务器带来不小负担. 于是打算写一个简单的LRU缓存来缓存这样 ...
随机推荐
- 英语语法 It all started the summer before second grade when our moving van pulled into her neighborhood
It all started the summer before second grade when our moving van pulled into herneighborhood It all ...
- swift使用swifthttp
1.https://github.com/daltoniam/SwiftHTTP下载 2.将项目中的Source文件夹中的所有.swift拖到项目中 3.不用import 4.直接用HTTP.GET或 ...
- 关于isScroll如何使用
isScroll是用原生javascript写的实现局部滚动的一个库,它不依赖任何第三方库.设计的初衷是为了解决移动webkit系浏览器的区域滚动问题,兼容safari.chrome.firefox5 ...
- handler 异步执行(进度条加载到100)
生明一个handler 对象(可重写handlerMessage 方法) 声明一个Runnable 对象,需重写run方法 按钮事件:handler对象实例的post方法调用线程. 线程的run方法开 ...
- 存在网路的情况下重命名SDE中数据图层错误(The orphan junction feature class cannot be renamed)
运行环境为ArcGIS9.3,VS2008. 问题描述:数据通过SDE存储在Oracle10g数据库中,数据集中存在几何网络,在存在网络的情况下通过程序对其中的数据图层进行重命名,弹出"Th ...
- Java 技术体系图
Java 程序员 高级特性 反射.泛型.注释符.自动装箱和拆箱.枚举类.可变 参数.可变返回类型.增强循环.静态导入 核心编程 IO.多线程.实体类. 集合类.正则表达式. XML 和属性文件 图形编 ...
- iterator 及 迭代器模式(转发)
Iterator definitions An iterator is any object that, pointing to some element in a range of elements ...
- Multi-line NSAttributedString with truncated text
http://stackoverflow.com/questions/7611816/multi-line-nsattributedstring-with-truncated-text/1017279 ...
- Apache配置默认首页面
conf -> httpd.conf下设置成 <IfModule dir_module> DirectoryIndex index.php index.html index.htm ...
- SQL调优之排名优化
mysql> explain extended select t.rowno from (SELECT @rowno:=@rowno+1 as rowno,ur.customer_id as u ...