浅谈java如何实现Redis的LRU缓存机制

目录LRU概述使用LinkedHashMap实现 使用LinkedHashMap简单方法实现双链表+hashmapLRU概述

最近使用的放在前面,最近没用的放在后面,如果来了一个新的数,此时内存满了,就需要把旧的数淘汰,那为了方便移动数据,肯定就得使用链表类似的数据结构,再加上要判断这条数据是不是最新的或者最旧的那么应该也要使用hashmap等key-value形式的数据结构。

使用LinkedHashMap实现

package thread;import java.util.LinkedHashMap;import java.util.Map; public class LRUCacheTest { int capacity; Map<Integer,Integer> map; public LRUCacheTest(int capacity){this.capacity = capacity;map = new LinkedHashMap<>(); } public int get(int key){//没有找到 if(!map.containsKey(key)){ return -1; } Integer value = map.remove(key); map.put(key,value); return value; } public void put(int key,int value){if(map.containsKey(key)){ map.remove(key); map.put(key,value); return;}map.put(key,value);//超出capacity，删除最久没用的即第一个,或者可以复写removeEldestEntry方法if(map.size() > capacity){ map.remove(map.entrySet().iterator().next().getKey());} } public static void main(String[] args) {LRUCacheTest lruCache = new LRUCacheTest(10);for (int i = 0; i < 10; i++) { lruCache.map.put(i,i); System.out.print(lruCache.map.size()+'t');}System.out.println();System.out.println(lruCache.map);lruCache.put(10,200);System.out.println(lruCache.map);lruCache.put(11,100);System.out.println(lruCache.map);lruCache.get(2);System.out.println(lruCache.map); } }

结果来看是正确的,距离当前时间最远的数据被淘汰

使用LinkedHashMap简单方法实现

LinkedHashMap是维护了双向链表的HashMap,保持了插入元素的顺序。

LinkedHashMap提供了一个钩子方法,在新插入元素后可以决定是否删除最老的元素。

复写removeEldestEntry实现

package thread;import java.util.LinkedHashMap;import java.util.Map; public class LRUByLinkedHashMap extends LinkedHashMap<Integer,Integer> { /** * LRU中最大元素数量 */ private int maxSize; public LRUByLinkedHashMap(int maxSize) {// 容量为最大值/0.75，即最大负载容量为maxSize// accessOrder=true 根据查询排序，即最近被使用的放到后面super((int) Math.ceil(maxSize / 0.75) + 1, 0.75f, true);this.maxSize = maxSize; } /** * 此方法为钩子方法，map插入元素时会调用此方法 * 此方法返回true则证明删除最老的因子 * @param eldest * @return */ @Override protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<Integer, Integer> eldest) {return size() > maxSize; } public static void main(String[] args) {LRUByLinkedHashMap hashMap = new LRUByLinkedHashMap(10);for (int i = 0; i < 10; i++) { hashMap.put(i,i); System.out.print(hashMap.size()+'t');}System.out.println();System.out.println(hashMap);hashMap.put(10,200);System.out.println(hashMap);hashMap.put(11,100);System.out.println(hashMap);hashMap.get(10);System.out.println(hashMap); } }

双链表+hashmap

package thread;import java.util.HashMap;import java.util.Map; public class LRURedis { private int capacity; private Map<Integer,ListNode> map; private ListNode head; private ListNode tail; public LRURedis(int capacity){ this.capacity = capacity; map = new HashMap<>(); head = new ListNode(-1,-1); tail = new ListNode(-1,-1); head.next = tail; tail.pre = head; } public int get(int key){if(!map.containsKey(key)){ return -1;}ListNode node = map.get(key);node.pre.next = node.next;node.next.pre = node.pre;return node.val; } public void put(int key,int value){if (get(key)!=-1){ map.get(key).val = value; return;} ListNode node = new ListNode(key,value);map.put(key,node);moveToTail(node); if (map.size() > capacity){ map.remove(head.next.key); head.next = head.next.next; head.next.pre = head;} } //把节点移动到尾巴 private void moveToTail(ListNode node) {node.pre = tail.pre;tail.pre = node;node.pre.next = node;node.next = tail; } //定义双向链表节点 private class ListNode{int key;int val;ListNode pre;ListNode next; //初始化双向链表public ListNode(int key,int val){ this.key = key; this.val = val; pre = null; next = null;} }}

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