LRU缓存机制和LFU缓存机制的编码实现

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已于 2022-06-08 20:41:28 修改

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#缓存 #链表 #java

于 2022-06-08 20:39:06 首次发布

本文对比了LRU（最近最少使用）和LFU（最少访问频率）两种缓存策略，介绍了它们在Java中的实现原理，包括LinkedHashMap和自定义数据结构的应用，旨在提升get和put操作的O(1)性能。

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LRU缓存

leetcode 146.LRU缓存

维护固定大小的内存，如果新增数据时，内存满了，则删除最长时间没有用到的数据。并且get和put都必须O(1)，通常采用HashMap来实现访问get的O(1)效率，采用双向链表实现插入put的O(1)效率，并且双向链表从队尾插入，则队头数据是最长时间没有访问到的，保证了有序性。

在用java实现的过程中使用LinkedHashMap结构来，避免手动构建双向链表+HashMap。

LinkedHashMap中keySet().iterator().next()返回有序的key值中最开始那个(也就是最久没有用到的key)。

class LRUCache {
   
    LinkedHashMap<Integer,Integer> cache;
    int capacity;
    public LRUCache(int capacity) {
   
        cache = new LinkedHashMap<>(capacity);
        this.capacity = capacity;
    }
    
    public int get(int key) {
   
        if(!cache.containsKey(key))return -1;
        int value = cache.get(key);
        //这里需要删除后重新插入，因为刚刚分为过这个key,应该放在双链表末尾
        cache.remove(key);
        cache.put(key,value);
        return value;
    }
    
    public void put(int key, int value) {
   
        if(cache.containsKey(key)){
   
            //如果包含，则删除原有key，重新插入(key,value)
            cache.remove(key);
            cache.put(key,value);
            return;
        }
		//如果不包含，则在插入前需要判断是否达到内存容量
        if(capacity==cache.size()){
   
            //获得最久没有使用的key
            int old = cache.keySet().iterator