集合系列(二十六) -利用LinkedHashMap实现一个LRU缓存

2024-06-19 18:52

本文主要是介绍集合系列(二十六) -利用LinkedHashMap实现一个LRU缓存,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

一、什么是 LRU

LRU是 Least Recently Used 的缩写,即最近最少使用,是一种常用的页面置换算法,选择最近最久未使用的页面予以淘汰

简单的说就是,对于一组数据,例如:int[] a = {1,2,3,4,5,6},如果1,2这几个数字经常被使用,那么会排在3,4,5,6的后面,数组变成如下:int[] a = {3,4,5,6,1,2},如果一个数字,经常不被使用,就会排在最前面!

LRU 算法,一般用于热点数据的查询,比如新闻信息,越是能被用户看得多的新闻,越有可能被别的用户所看到,对于那种基本没人访问的新闻,基本都类似存入大海!

在 Java 中,就有这么一个集合类实现了这个功能,它就是LinkedHashMap

二、LinkedHashMap 实现介绍

我们都知道,在java集合中,LinkedHashMap 继承自 HashMap,底层是一个双向链表的数据结构,与 HashMap 不同的是,LinkedHashMap 初始化阶段有个参数accessOrder ,默认是false

public class LinkedHashMap<K,V>extends HashMap<K,V>implements Map<K,V>{/**双向链表的头节点*/transient LinkedHashMap.Entry<K,V> head;/**双向链表的尾节点*/transient LinkedHashMap.Entry<K,V> tail;/*** 1、如果accessOrder为true的话,则会把访问过的元素放在链表后面,放置顺序是访问的顺序* 2、如果accessOrder为false的话,则按插入顺序来遍历*/final boolean accessOrder;
}

如果传入的是true,则会把最近访问过的元素放在链表后面,放置顺序是访问的顺序,测试如下:

public static void main(String[] args) {//accessOrder默认为falseMap<String, String> accessOrderFalse = new LinkedHashMap<>();accessOrderFalse.put("1","1");accessOrderFalse.put("2","2");accessOrderFalse.put("3","3");accessOrderFalse.put("4","4");System.out.println("acessOrderFalse:"+accessOrderFalse.toString());//accessOrder设置为trueMap<String, String> accessOrderTrue = new LinkedHashMap<>(16, 0.75f, true);accessOrderTrue.put("1","1");accessOrderTrue.put("2","2");accessOrderTrue.put("3","3");accessOrderTrue.put("4","4");accessOrderTrue.get("2");//获取键2accessOrderTrue.get("3");//获取键3System.out.println("accessOrderTrue:"+accessOrderTrue.toString());
}

输出结果如下:

acessOrderFalse:{1=1, 2=2, 3=3, 4=4}
accessOrderTrue:{1=1, 4=4, 2=2, 3=3}

可以得知,当我们将accessOrder设置为true的时候,经常被访问的元素会放入前面!

我们利用这个特性,使用 LinkedHashMap 来实现一个 LRU 缓存,操作如下:

  • 创建一个 LinkedHashMap 对象,将accessOrder设置为true
  • 设定 LinkedHashMap 的容量为n,超过这个值就删除多余的元素;
  • 重写 LinkedHashMap 中removeEldestEntry()方法;

其中removeEldestEntry()表示,如果返回的是true,就会移除最近不被使用的元素,如果返回false,不做任何操作,这个方法每次在add()的时候就会调用。

创建一个 LRU 缓存类,内容如下:

public class LRULinkedHashMap<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> {//创建一个容量为3的LinkedHashMapprivate static final int MAX_SIZE = 3;/*** 重写LinkedHashMap中removeEldestEntry方法* @param eldest* @return*/protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) {//如果容器中的元素个数大于MAX_SIZE,在每次添加元素的时候,移除容器中最近不被使用的元素return size() > MAX_SIZE;}public LRULinkedHashMap() {//设置LinkedHashMap初始化容量,负载因子为0.75f,accessOrder设置为truesuper(MAX_SIZE, 0.75f, true);}
}

测试使用:

public static void main(String[] args) {LRULinkedHashMap<String,String> cache = new LRULinkedHashMap<String,String>();cache.put("1","a");cache.put("2","b");cache.put("3","c");System.out.println("初始cache内容:" + cache.toString());cache.get("2");System.out.println("查询key为2的元素之后,cache内容:" + cache.toString());cache.put("4","d");System.out.println("添加新的元素之后,cache内容:" + cache.toString());
}

输出结果如下:

初始cache内容:{1=a, 2=b, 3=c}
查询key为2的元素之后,cache内容:{1=a, 3=c, 2=b}
添加新的元素之后,cache内容:{3=c, 2=b, 4=d}

三、小结

在实际的业务开发过程中,LRU 算法应用比较广泛,比如热点排行榜,设置容量为3的时候,会将不常用的新闻移除,保留最新的热点信息。

写到最后

不会有人刷到这里还想白嫖吧?点赞对我真的非常重要!在线求赞。加个关注我会非常感激!

本文已整理到技术笔记中,此外,笔记内容还涵盖 Spring、Spring Boot/Cloud、Dubbo、JVM、集合、多线程、JPA、MyBatis、MySQL、微服务等技术栈。

需要的小伙伴可以点击 技术笔记 获取!

这篇关于集合系列(二十六) -利用LinkedHashMap实现一个LRU缓存的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1075863

相关文章

java实现docker镜像上传到harbor仓库的方式

《java实现docker镜像上传到harbor仓库的方式》:本文主要介绍java实现docker镜像上传到harbor仓库的方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地... 目录1. 前 言2. 编写工具类2.1 引入依赖包2.2 使用当前服务器的docker环境推送镜像2.2

C++20管道运算符的实现示例

《C++20管道运算符的实现示例》本文简要介绍C++20管道运算符的使用与实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧... 目录标准库的管道运算符使用自己实现类似的管道运算符我们不打算介绍太多,因为它实际属于c++20最为重要的

Java easyExcel实现导入多sheet的Excel

《JavaeasyExcel实现导入多sheet的Excel》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用JavaeasyExcel实现导入多sheet的Excel,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可... 目录1.官网2.Excel样式3.代码1.官网easyExcel官网2.Excel样式3.代码

python实现对数据公钥加密与私钥解密

《python实现对数据公钥加密与私钥解密》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用python实现对数据公钥加密与私钥解密,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 目录公钥私钥的生成使用公钥加密使用私钥解密公钥私钥的生成这一部分,使用python生成公钥与私钥,然后保存在两个文

浏览器插件cursor实现自动注册、续杯的详细过程

《浏览器插件cursor实现自动注册、续杯的详细过程》Cursor简易注册助手脚本通过自动化邮箱填写和验证码获取流程,大大简化了Cursor的注册过程,它不仅提高了注册效率,还通过友好的用户界面和详细... 目录前言功能概述使用方法安装脚本使用流程邮箱输入页面验证码页面实战演示技术实现核心功能实现1. 随机

Golang如何对cron进行二次封装实现指定时间执行定时任务

《Golang如何对cron进行二次封装实现指定时间执行定时任务》:本文主要介绍Golang如何对cron进行二次封装实现指定时间执行定时任务问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误... 目录背景cron库下载代码示例【1】结构体定义【2】定时任务开启【3】使用示例【4】控制台输出总结背景

Golang如何用gorm实现分页的功能

《Golang如何用gorm实现分页的功能》:本文主要介绍Golang如何用gorm实现分页的功能方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录背景go库下载初始化数据【1】建表【2】插入数据【3】查看数据4、代码示例【1】gorm结构体定义【2】分页结构体

在Golang中实现定时任务的几种高效方法

《在Golang中实现定时任务的几种高效方法》本文将详细介绍在Golang中实现定时任务的几种高效方法,包括time包中的Ticker和Timer、第三方库cron的使用,以及基于channel和go... 目录背景介绍目的和范围预期读者文档结构概述术语表核心概念与联系故事引入核心概念解释核心概念之间的关系

C++11委托构造函数和继承构造函数的实现

《C++11委托构造函数和继承构造函数的实现》C++引入了委托构造函数和继承构造函数这两个重要的特性,本文主要介绍了C++11委托构造函数和继承构造函数的实现,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下... 目录引言一、委托构造函数1.1 委托构造函数的定义与作用1.2 委托构造函数的语法1.3 委托构造函

C++11作用域枚举(Scoped Enums)的实现示例

《C++11作用域枚举(ScopedEnums)的实现示例》枚举类型是一种非常实用的工具,C++11标准引入了作用域枚举,也称为强类型枚举,本文主要介绍了C++11作用域枚举(ScopedEnums... 目录一、引言二、传统枚举类型的局限性2.1 命名空间污染2.2 整型提升问题2.3 类型转换问题三、C