10行Java代碼實現(xiàn)最近被使用(LRU)緩存
在最近的面試中,我曾被多次問到,怎么實現(xiàn)一個最近最少使用(LRU)的緩存。緩存可以通過哈希表來實現(xiàn),然而為這個緩存增加大小限制會變成另一個有意思的問題。現(xiàn)在我們看一下怎么實現(xiàn)。
最近最少使用緩存的回收
為了實現(xiàn)緩存回收,我們需要很容易做到:
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查詢出最近最晚使用的項
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給最近使用的項做一個標記
鏈表可以實現(xiàn)這兩個操作。檢測最近最少使用的項只需要返回鏈表的尾部。標記一項為最近使用的項只需要從當前位置移除,然后將該項放置到頭部。比較困難的事情是怎么快速的在鏈表中找到該項。
哈希表的幫助
看一下我們工具箱中的數(shù)據(jù)結構,哈希表可以在(消耗)常量的時間內索引到某個對象。如果我們創(chuàng)建一個形如key->鏈表節(jié)點的哈希表,我們就能夠在常量時間內找到最近使用的節(jié)點。更甚的是,我們也能夠在常量時間內判斷節(jié)點的是否存在(或不存在);
找到這個節(jié)點后,我們就能將這個節(jié)點移動到鏈表的最前端,標記為最近使用的項了。
Java的捷徑
據(jù)我所知,很少有一種編程語言的標準庫中有通用的數(shù)據(jù)結構能提供上述功能的。這是一種混合的數(shù)據(jù)結構,我們需要在哈希表的基礎上建立一個鏈表。但是 Java已經為我們提供了這種形式的數(shù)據(jù)結構-LinkedHashMap!它甚至提供可覆蓋回收策略的方法(見removeEldestEntry文檔)。***需要我們注意的事情是,改鏈表的順序是插入的順序,而不是訪問的順序。但是,有一個構造函數(shù)提供了一個選項,可以使用訪問的順序(見文檔)。
無需多說:
- import java.util.LinkedHashMap;
- import java.util.Map;
- public LRUCache<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> {
- private int cacheSize;
- public LRUCache(int cacheSize) {
- super(16, 0.75, true);
- this.cacheSize = cacheSize;
- }
- protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) {
- return size() >= cacheSize;
- }
- }