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。
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