LRUCache原理分析
一.注释
LRUCache的原理,基本都在注释里面描述清楚了。
- /**
- * A cache that holds strong references to a limited number of values. Each time
- * a value is accessed, it is moved to the head of a queue. When a value is
- * added to a full cache, the value at the end of that queue is evicted and may
- * become eligible for garbage collection.
- *
- * <p>If your cached values hold resources that need to be explicitly released,
- * override {@link #entryRemoved}.
- *
- * <p>If a cache miss should be computed on demand for the corresponding keys,
- * override {@link #create}. This simplifies the calling code, allowing it to
- * assume a value will always be returned, even when there's a cache miss.
- *
- * <p>By default, the cache size is measured in the number of entries. Override
- * {@link #sizeOf} to size the cache in different units. For example, this cache
- * is limited to 4MiB of bitmaps:
- * <pre> {@code
- * int cacheSize = 4 * 1024 * 1024; // 4MiB
- * LruCache<String, Bitmap> bitmapCache = new LruCache<String, Bitmap>(cacheSize) {
- * protected int sizeOf(String key, Bitmap value) {
- * return value.getByteCount();
- * }
- * }}</pre>
- *
- * <p>This class is thread-safe. Perform multiple cache operations atomically by
- * synchronizing on the cache: <pre> {@code
- * synchronized (cache) {
- * if (cache.get(key) == null) {
- * cache.put(key, value);
- * }
- * }}</pre>
- *
- * <p>This class does not allow null to be used as a key or value. A return
- * value of null from {@link #get}, {@link #put} or {@link #remove} is
- * unambiguous: the key was not in the cache.
- *
- * <p>This class appeared in Android 3.1 (Honeycomb MR1); it's available as part
- * of <a href="http://developer.android.com/sdk/compatibility-library.html">Android's
- * Support Package</a> for earlier releases.
- */
1.每次一个元素被访问,它会被move到队列的head位置。当某个元素加入到已经full的池里面,最久未使用的一个元素会被delete。
2.如果元素需要做特殊的释放操作,请重载entryRemoved
3.如果某个key值,没有对应的初始值,可以通过create方法提供默认值。
4.创建一个LRUCache需要复写sizeof方法。
5.这个类是线程安全的。
二:源代码分析:
1.变量
- private final LinkedHashMap<K, V> map;
- /** Size of this cache in units. Not necessarily the number of elements. */
- private int size; //count
- private int maxSize; //容量
- private int putCount;
- private int createCount;
- private int evictionCount; //delete count
- private int hitCount; //命中 count
- private int missCount; //未命中 count
2.构造函数
- /**
- * @param maxSize for caches that do not override {@link #sizeOf}, this is
- * the maximum number of entries in the cache. For all other caches,
- * this is the maximum sum of the sizes of the entries in this cache.
- */
- public LruCache(int maxSize) {
- if (maxSize <= 0) {
- throw new IllegalArgumentException("maxSize <= 0");
- }
- this.maxSize = maxSize;
- this.map = new LinkedHashMap<K, V>(0, 0.75f, true);
- }
这段代码最关键的是,new了一个LinkedHashMap,这个hashmap是可以根据访问先后次序,来控制顺序的。
LinkedHashMap:第一个参数表示初始数据是0个。
0.75f 是经典的加载因子的数值。
第三个参数true表示,以访问的先后顺序来排序。也就是做到了,容量满了以后,删除最久未访问的数据。
3.resize
- /**
- * Sets the size of the cache.
- *
- * @param maxSize The new maximum size.
- */
- public void resize(int maxSize) {
- if (maxSize <= 0) {
- throw new IllegalArgumentException("maxSize <= 0");
- }
- synchronized (this) {
- this.maxSize = maxSize;
- }
- trimToSize(maxSize);
- }
maxsize就是容量,也就是说,队列的最大长度,当full的时候,最后一个会被delete。
resize 就是调用trimToSize
4.trimToSize
- /**
- * Remove the eldest entries until the total of remaining entries is at or
- * below the requested size.
- *
- * @param maxSize the maximum size of the cache before returning. May be -1
- * to evict even 0-sized elements.
- */
- public void trimToSize(int maxSize) {
- while (true) {
- K key;
- V value;
- synchronized (this) {
- if (size < 0 || (map.isEmpty() && size != 0)) {
- throw new IllegalStateException(getClass().getName()
- + ".sizeOf() is reporting inconsistent results!");
- }
- if (size <= maxSize) {
- break;
- }
- Map.Entry<K, V> toEvict = map.eldest();
- if (toEvict == null) {
- break;
- }
- key = toEvict.getKey();
- value = toEvict.getValue();
- map.remove(key);
- size -= safeSizeOf(key, value);
- evictionCount++;
- }
- entryRemoved(true, key, value, null);
- }
- }
最外面的是while true 死循环。 然后开始判读size的值。1)获取最后的一个entry,拿到后,getkey & value。
2)map remove掉它。3)然后是获取这个entry占用的大小(不一定是1)。size 减去这个值。 4)evictionCount++
5)entryRemoved 之前说过,就是可以
5.get
- /**
- * Returns the value for {@code key} if it exists in the cache or can be
- * created by {@code #create}. If a value was returned, it is moved to the
- * head of the queue. This returns null if a value is not cached and cannot
- * be created.
- */
- public final V get(K key) {
- if (key == null) {
- throw new NullPointerException("key == null");
- }
- V mapValue;
- synchronized (this) {
- mapValue = map.get(key);
- if (mapValue != null) {
- hitCount++;
- return mapValue;
- }
- missCount++;
- }
- /*
- * Attempt to create a value. This may take a long time, and the map
- * may be different when create() returns. If a conflicting value was
- * added to the map while create() was working, we leave that value in
- * the map and release the created value.
- */
- V createdValue = create(key);
- if (createdValue == null) {
- return null;
- }
- synchronized (this) {
- createCount++;
- mapValue = map.put(key, createdValue);
- if (mapValue != null) {
- // There was a conflict so undo that last put
- /**
- * Returns the value for {@code key} if it exists in the cache or can be
- * created by {@code #create}. If a value was returned, it is moved to the
- * head of the queue. This returns null if a value is not cached and cannot
- * be created.
- */
- public final V get(K key) {
- if (key == null) {
- throw new NullPointerException("key == null");
- }
- V mapValue;
- synchronized (this) {
- mapValue = map.get(key);
- if (mapValue != null) {
- hitCount++;
- return mapValue;
- }
- missCount++;
- }
- /*
- * Attempt to create a value. This may take a long time, and the map
- * may be different when create() returns. If a conflicting value was
- * added to the map while create() was working, we leave that value in
- * the map and release the created value.
- */
- V createdValue = create(key);
- if (createdValue == null) {
- return null;
- }
- synchronized (this) {
- createCount++;
- mapValue = map.put(key, createdValue);
- if (mapValue != null) {
- // There was a conflict so undo that last put
- map.put(key, mapValue);
- } else {
- size += safeSizeOf(key, createdValue);
- }
- }
- if (mapValue != null) {
- entryRemoved(false, key, createdValue, mapValue);
- return mapValue;
- } else {
- trimToSize(maxSize);
- return createdValue;
- }
- }map.put(key, mapValue);
- } else {
- size += safeSizeOf(key, createdValue);
- }
- }
- if (mapValue != null) {
- entryRemoved(false, key, createdValue, mapValue);
- return mapValue;
- } else {
- trimToSize(maxSize);
- return createdValue;
- }
- }
1)从map中获取元素,2)没有的话,就创建一个 3)由于存在多线程问题,可能已经好了一个。所以要删除最新创建的这个,或者增加size的值
4)如果create的值不需要,就释放create的值,or trimToSize
6.put
- /**
- * Caches {@code value} for {@code key}. The value is moved to the head of
- * the queue.
- *
- * @return the previous value mapped by {@code key}.
- */
- public final V put(K key, V value) {
- if (key == null || value == null) {
- throw new NullPointerException("key == null || value == null");
- }
- V previous;
- synchronized (this) {
- putCount++;
- size += safeSizeOf(key, value);
- previous = map.put(key, value);
- if (previous != null) {
- size -= safeSizeOf(key, previous);
- }
- }
- if (previous != null) {
- entryRemoved(false, key, previous, value);
- }
- trimToSize(maxSize);
- return previous;
- }
map 存在一个多线程 create,put的问题。所以在put的时候,可能由其他线程已经存在了oldvalue值。所以根据
- previous = map.put(key, value);
这个特性,判断previous的值,来确认是否是重复put的问题。这里关键是牵涉到size的大小问题。
其他方法,注释已经写的很清楚,不难理解。
总结:
- LruCache 封装了 LinkedHashMap,提供了 LRU 缓存的功能;
- LruCache 通过 trimToSize 方法自动删除最近最少访问的键值对;
- LruCache 不允许空键值;
- LruCache 线程安全;
- LruCache 的源码在不同版本中不一样,需要区分
- 继承 LruCache 时,必须要复写 sizeOf 方法,用于计算每个条目的大小。
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