利用LinkedHashMap简单实现基于LRU策略的缓存
来源：互联网 发布：linux intel 显卡驱动 编辑：程序博客网 时间：2024/04/30 13:15
为了提高访问效率，对资源的访问一般会考虑采取一定的缓存策略。基于访问时间的缓存策略：LRU (LeastRecentlyUsed)是一种应用广泛的缓存算法。该算法维护一个缓存项队列，队列中的缓存项按每项的最后被访问时间排序。当缓存空间已满时，将处于队尾即删除最后一次被访问时间距现在最久的项，将新的区段放入队列首部。
缓存一般也是会被多线程访问，需要考虑线程访问安全问题，对于为考虑多线程访问而实现的LinkedHashMap可以参考http://code.google.com/p/concurrentlinkedhashmap/
Java程序中利用LinkedHashMap可以非常方便的实现基于LRU策略的缓存
public class QuestionBankCache{
private LinkedHashMap<String, QuestionBank> qbanksMap;
private static final int MAX_ENTRIES = 100;
public QuestionBankCache() {
qbanksMap = new LinkedHashMap(MAX_ENTRIES, .75F,true) {
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) {
return size() > MAX_ENTRIES;
}
};
}
}
LinkedHashMap相比HashMap类，HashMap中元素是无序的，而LinkedHashMap中是按照一定顺序排列元素的，其中有个重要的成员变量accessOrder，该属性默认为false，LinkedHashMap仅根据插入顺序对元素排序；如果在其构造函数中指定该属性为true，则LinkedHashMap即可根据访问顺序对元素排序。
/** * The iteration ordering method for this linked hash map: <tt>true</tt> * for access-order, <tt>false</tt> for insertion-order. * * @serial */ private final boolean accessOrder;
1，访问元素的实现
LinkedHashMap的get函数，可以看到实现方法是先根据key值找出元素，并调用了该元素的recordAccess方法
public V get(Object key) { Entry<K,V> e = (Entry<K,V>)getEntry(key); if (e == null) return null; e.recordAccess(this); return e.value; }
/** * LinkedHashMap entry. */ private static class Entry<K,V> extends HashMap.Entry<K,V> { // These fields comprise the doubly linked list used for iteration. Entry<K,V> before, after; Entry(int hash, K key, V value, HashMap.Entry<K,V> next) { super(hash, key, value, next); } /** * Removes this entry from the linked list. */ private void remove() { before.after = after; after.before = before; } /** * Inserts this entry before the specified existing entry in the list. */ private void addBefore(Entry<K,V> existingEntry) { after = existingEntry; before = existingEntry.before; before.after = this; after.before = this; } /** * This method is invoked by the superclass whenever the value * of a pre-existing entry is read by Map.get or modified by Map.set. * If the enclosing Map is access-ordered, it moves the entry * to the end of the list; otherwise, it does nothing. */ void recordAccess(HashMap<K,V> m) { LinkedHashMap<K,V> lm = (LinkedHashMap<K,V>)m; if (lm.accessOrder) { lm.modCount++; remove(); addBefore(lm.header); } } void recordRemoval(HashMap<K,V> m) { remove(); } }2，插入元素的实现
插入元素是通过父类的put方法实现，可以看到该方法中会调用recordAccess方法（覆盖方式）和addEntry方法（新增方式），这两个方法在LinkedHashMap类中都进行了重构。
/** * Associates the specified value with the specified key in this map. * If the map previously contained a mapping for the key, the old * value is replaced. * * @param key key with which the specified value is to be associated * @param value value to be associated with the specified key * @return the previous value associated with <tt>key</tt>, or * <tt>null</tt> if there was no mapping for <tt>key</tt>. * (A <tt>null</tt> return can also indicate that the map * previously associated <tt>null</tt> with <tt>key</tt>.) */ public V put(K key, V value) { if (key == null) return putForNullKey(value); int hash = hash(key.hashCode()); int i = indexFor(hash, table.length); for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) { Object k; if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) { V oldValue = e.value; e.value = value; e.recordAccess(this); return oldValue; } } modCount++; addEntry(hash, key, value, i); return null; }LinkedHashMap中重构(Override）addEntry方法的实现，可以看到调用了removeEldesEntry方法，该方法我们在缓存类中进行了重构(Override)，目的是保持缓存中的最大元素个数固定，而LinkedHashMap默认实现是通过动态扩大容量来保证元素空间的/** * This override alters behavior of superclass put method. It causes newly * allocated entry to get inserted at the end of the linked list and * removes the eldest entry if appropriate. */ void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { createEntry(hash, key, value, bucketIndex); // Remove eldest entry if instructed, else grow capacity if appropriate Entry<K,V> eldest = header.after; if (removeEldestEntry(eldest)) { removeEntryForKey(eldest.key); } else { if (size >= threshold) resize(2 * table.length); } } /** * This override differs from addEntry in that it doesn't resize the * table or remove the eldest entry. */ void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { HashMap.Entry<K,V> old = table[bucketIndex]; Entry<K,V> e = new Entry<K,V>(hash, key, value, old); table[bucketIndex] = e; e.addBefore(header); size++; }
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