Java 自定义实现 LRU 缓存算法

背景

LinkedHashMap继承自HashMap，内部提供了一个removeEldestEntry方法，该方法正是实现LRU策略的关键所在，且HashMap内部专门为LinkedHashMap提供了3个专用回调方法，afterNodeAccess、afterNodeInsertion、afterNodeRemoval，这3个方法的字面意思非常容易理解，就是节点访问后、节点插入后、节点删除后分别执行的行为。基于以上行为LinkedHashMap就可以实现一个LRUCache的功能了。

关于LinkedHashMap的eldest：eldest字面意思为最老的，LinkedHashMap中有个叫做accessOrder的字段，当accessOrder为true时表示LinkedHashMap内部节点按照访问次数排序，最老的节点也就是访问最少的节点。当accessOrder为false时表示LinkedHashMap内部节点按照插入顺序排序，最老的节点也就是最早插入的节点，该值默认为false。

实现

自己实现LRUCache只需覆盖removeEldestEntry这个方法即可，代码如下

private static class LRUCache<K, V> extends LinkedHashMap<K, V>
	{
		private static final long serialVersionUID = -9111855653176630846L;
		private static int MAX_ELEMENTS;
 
		public LRUCache(int initCap, int maxSize) throws IllegalArgumentException
		{
			super(initCap, 0.75f, true);
			if (maxSize < 0)
				throw new IllegalArgumentException();
			MAX_ELEMENTS = maxSize;
		}
 
		@Override
		protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest)
		{
			return size() > MAX_ELEMENTS;
		}
	}

以上代码需要一个MAX_ELEMENTS变量限制最大存储节点个数，插入节点时判断 如果当前节点个数已经超过了这个值则会根据LRU策略将访问最少的那个节点删除，这里需要注意，默认LinkedHashMap保证的是插入顺序，也就是节点按照插入先后来排序的，所以就算删除也是删除最先插入的节点，但是我们在构造函数中传入了一个true，这个参数决定了LinkedHashMap内部的节点按照什么方式排序，参数为true时说明内部节点按照最近访问的时间排序，为false时说明按照插入顺序排序。至此已完成了一个简易的LRUCache实现。

注意

由于LinkedHahsMap本身实现不是线程安全的，也就是说这个LRUCache也不是线程安全的，如果想要能多线程访问的话，可以这样使用它：LRUCache cache = Collections.synchronizedMap（new LRUCache(10, 10)）。这样cache就可以在多线程下执行get/put等操作了，但是，用这种方式得到的cache在多线程遍历时还是不安全的。所以不能在多线程下遍历cache，官方文档也建议在遍历synchronizedmap时使用map本身做同步。