分析学习API文档实现LRU缓存置换算法的思路流程

需求：设计一个缓存类，利用LRU算法机制实现插入和删除数据。

分析

  关于LRU缓存在乐扣中的解答是通过Java API中LinkedHashMap这个类来实现，实现步骤如下：
  1.在定义的LRU缓存类中声明一个缓存容量和一个LinkedHashMap类型的变量
  2.在这个类的构造方法中给这个类的容量大小赋值，构造一个空的 LinkedHashMap实例，具有指定的初始容量（initialCapacity），负载因子（loadFactor）和排序模式（accessOrder）。

• initialCapacity：容量大小，一般默认为16
• loadFactor:就是容量扩容的一个阈值。更直白一些，如果我们把负载因子设置为0.5f，初始的容量是12，那么当容量到达6时就会开始扩容。文档给定的默认值就是0.75f，这是结合空间和时间利用率得出的结论。
• accessOrder：排序模式有两种：true：代表访问模式；false:代表插入模式，这里用true，就表示双链表在头插法插入数据，当再次被访问时又会放到最前面的结点上，这是符合LRU缓存机制的。具体这两者的不同，请参考：关于LRU缓存机制中
  accessOrder不同排序模式的对比（含代码）
   
  3.书写一个匿名内部类，在里面重写删除老的键值对方法removeEldestEntry。参考Java API文档的LinkedHashMap类。
  4.继续在这个类里书写put方法，参考HasMap的put方法。
  5.书写getOrDefault方法，获取指定key值的value,若不存在则返回-1
  下面是上述流程的代码实现：

public class LRUdemo2 {
	int capacity;
	LinkedHashMap<Integer, Integer> linkedhashmap;

	public LRUdemo2(int capacity) {
		this.capacity = capacity;
		linkedhashmap = new LinkedHashMap<Integer, Integer>(capacity, 0.75f, true) {
			@Override
			protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) {
				return linkedhashmap.size() > capacity;
			}
		};
	}

	public void put(int key, int value) {
		linkedhashmap.put(key, value);
	}

	public int get(int key) {
		return linkedhashmap.getOrDefault(key, -1);
	}

测试代码：

public static void main(String[] args) {
		LRUdemo2 lru = new LRUdemo2(2);
		lru.put(1, 1);// (head<=>1<=>tail)
		lru.put(2, 2);// (head<=>2<=>1<=>tail)
		System.out.println(lru.get(1));// 返回key=1,并把key=1的结点添加到head结点后面(head<=>1<=>2<=>tail)
		lru.put(3, 3);// (head<=>3<=>1<=>tail)
		System.out.println(lru.get(2));// key=2,不存在，不进行操作，等待添加进去
		lru.put(4, 4);// (head<=>4<=>3<=>tail)
		System.out.println(lru.get(1));// key=1,不存在，不进行操作，等待添加进去
		System.out.println(lru.get(3));// 添加后(head<=>3<=>4<=>tail)
		System.out.println(lru.get(4));// 添加后(head<=>4<=>3<=>tail)
	}

另外最后，还有一种思路更好理解的方法，也更加便于实践，那就是手动写双链表+hashmap的结构，这里希望一并清楚的将思路介绍给大家，权当练习思路。
1）定义一个链表类，里面有key、value、表示前一个和后一个的链表结点。
2）在URLDemo1中声明一个HasMap和存储的最大限度，键为包裹类Integer,值为链表类型，构造并实例化两个结点表示这个双向链表的头和尾，并在构造方法中初始化头尾关系
3）书写put方法，先判断要放入的数据是不是已经在这个hashmap中存放了，如果没存放 { 就继续判断，这个hashmap的容量是不是等于我们规定的最大限度，如果超过了就先删除双向双向链表的最后一个结点，接着继续将要插入数据放入双向链表的头部，} 如果存放了就需要修改后再次放到双向链表的头部。
4）书写get方法，如果map中存在这个数据，直接将其的值返回出来，并且还需要将这个数据放到双向链表的头部，如果map中不存在则返回-1。