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本文實(shí)例講述了java LRU算法介紹與用法。分享給大家供大家參考,具體如下:
1.前言
在用戶使用聯(lián)網(wǎng)的軟件的時(shí)候,總會從網(wǎng)絡(luò)上獲取數(shù)據(jù),當(dāng)在一段時(shí)間內(nèi)要多次使用同一個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)候,用戶不可能每次用的時(shí)候都去聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行請求,既浪費(fèi)時(shí)間又浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)
這時(shí)就可以將用戶請求過的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存,但不是任意數(shù)據(jù)都進(jìn)行保存,這樣會造成內(nèi)存浪費(fèi)的。LRU算法的思想就可以運(yùn)用了。
2.LRU簡介
LRU是Least Recently Used 近期最少使用算法,它就可以將長時(shí)間沒有被利用的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除。
LRU在人們一些情感中也體現(xiàn)的得很好的。當(dāng)你和一群朋友接觸的時(shí)候,經(jīng)常聯(lián)系的人關(guān)系是很好的,若很久沒有聯(lián)系到最后估計(jì)都不會再有聯(lián)系了,也就會是失去這位朋友了。
3.下面通過代碼展現(xiàn)LRU算法:
最簡單的一種方法是利用LinkHashMap,因?yàn)樗旧砭陀幸粋€(gè)方法就是在所設(shè)置的緩存范圍內(nèi),去除掉額外的舊數(shù)據(jù)
public class LRUByHashMap<K, V> { /* * 通過LinkHashMap簡單實(shí)現(xiàn)LRU算法 */ /** * 緩存大小 */ private int cacheSize; /** * 當(dāng)前緩存數(shù)目 */ private int currentSize; private LinkedHashMap<K, V> maps; public LRUByHashMap(int cacheSize1) { this.cacheSize = cacheSize1; maps = new LinkedHashMap<K, V>() { /** * */ private static final long serialVersionUID = 1; // 這里移除舊的緩存數(shù)據(jù) @Override protected boolean removeEldestEntry(java.util.Map.Entry<K, V> eldest) { // 當(dāng)超過緩存數(shù)量的時(shí)候就將舊的數(shù)據(jù)移除 return getCurrentSize() > LRUByHashMap.this.cacheSize; } }; } public synchronized int getCurrentSize() { return maps.size(); } public synchronized void put(K k, V v) { if (k == null) { throw new Error("存入的鍵值不能為空"); } maps.put(k, v); } public synchronized void remove(K k) { if (k == null) { throw new Error("移除的鍵值不能為空"); } maps.remove(k); } public synchronized void clear() { maps = null; } // 獲取集合 public synchronized Collection<V> getCollection() { if (maps != null) { return maps.values(); } else { return null; } } public static void main(String[] args) { // 測試 LRUByHashMap<Integer, String> maps = new LRUByHashMap<Integer, String>( 3); maps.put(1, "1"); maps.put(2, "2"); maps.put(3, "3"); maps.put(4, "4"); maps.put(5, "5"); maps.put(6, "6"); Collection<String> col = maps.getCollection(); System.out.println("存入緩存中的數(shù)據(jù)是--->>" + col.toString()); } }
運(yùn)行后的效果:
代碼明明是put了6個(gè)Entry但最后只顯示了三個(gè),之間的三個(gè)是舊的所以直接被咔嚓掉了
第二種方法是利用雙向鏈表 + HashTable
雙向鏈表的作用是用來記錄位置的,而HashTable作為容器來存儲數(shù)據(jù)的
為什么用HashTable不用HashMap呢?
1.HashTable的鍵和值都不能為null;
2.上面用LinkHashMap實(shí)現(xiàn)的LRU,有用到 synchronized , 讓線程同步去處理,這樣就避免在多線程處理統(tǒng)一數(shù)據(jù)時(shí)造成問題
而HashTable自帶同步機(jī)制的,所以多線程就能對HashTable進(jìn)行正確的處理了。
Cache的所都用有位置雙連表連接起來,當(dāng)一個(gè)位置被命中之后,就將通過調(diào)整鏈表的指向,將該位置調(diào)整到鏈表頭的位置,新加入的Cache直接加到鏈表 頭中。這樣,在多次進(jìn)行Cache操作后,
最近被命中的,就會被向鏈表頭方向移動,而沒有命中的,而想鏈表后面移動,鏈表尾則表示最近最少使用的 Cache。當(dāng)需要替換內(nèi)容時(shí)候,鏈表的最后位置就是最少被命中的位置,我們只需要淘
汰鏈表最后的部分即可
public class LRUCache { private int cacheSize; private Hashtable<Object, Entry> nodes;//緩存容器 private int currentSize; private Entry first;//鏈表頭 private Entry last;//鏈表尾 public LRUCache(int i) { currentSize = 0; cacheSize = i; nodes = new Hashtable<Object, Entry>(i);//緩存容器 } /** * 獲取緩存中對象,并把它放在最前面 */ public Entry get(Object key) { Entry node = nodes.get(key); if (node != null) { moveToHead(node); return node; } else { return null; } } /** * 添加 entry到hashtable, 并把entry */ public void put(Object key, Object value) { //先查看hashtable是否存在該entry, 如果存在,則只更新其value Entry node = nodes.get(key); if (node == null) { //緩存容器是否已經(jīng)超過大小. if (currentSize >= cacheSize) { nodes.remove(last.key); removeLast(); } else { currentSize++; } node = new Entry(); } node.value = value; //將最新使用的節(jié)點(diǎn)放到鏈表頭,表示最新使用的. node.key = key moveToHead(node); nodes.put(key, node); } /** * 將entry刪除, 注意:刪除操作只有在cache滿了才會被執(zhí)行 */ public void remove(Object key) { Entry node = nodes.get(key); //在鏈表中刪除 if (node != null) { if (node.prev != null) { node.prev.next = node.next; } if (node.next != null) { node.next.prev = node.prev; } if (last == node) last = node.prev; if (first == node) first = node.next; } //在hashtable中刪除 nodes.remove(key); } /** * 刪除鏈表尾部節(jié)點(diǎn),即使用最后 使用的entry */ private void removeLast() { //鏈表尾不為空,則將鏈表尾指向null. 刪除連表尾(刪除最少使用的緩存對象) if (last != null) { if (last.prev != null) last.prev.next = null; else first = null; last = last.prev; } } /** * 移動到鏈表頭,表示這個(gè)節(jié)點(diǎn)是最新使用過的 */ private void moveToHead(Entry node) { if (node == first) return; if (node.prev != null) node.prev.next = node.next; if (node.next != null) node.next.prev = node.prev; if (last == node) last = node.prev; if (first != null) { node.next = first; first.prev = node; } first = node; node.prev = null; if (last == null) last = first; } /* * 清空緩存 */ public void clear() { first = null; last = null; currentSize = 0; } } class Entry { Entry prev;//前一節(jié)點(diǎn) Entry next;//后一節(jié)點(diǎn) Object value;//值 Object key;//鍵 }
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