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我們都聽過 cache嚷那,當(dāng)你問他們是什么是緩存的時(shí)候胞枕,他們會(huì)給你一個(gè)完美的答案,可是他們不知道緩存是怎么構(gòu)建的魏宽,或者沒有告訴你應(yīng)該采用什么標(biāo)準(zhǔn)去選擇緩存框架腐泻。在這篇文章,我們會(huì)去討論緩存队询,緩存算法贫悄,緩存框架以及哪個(gè)緩存框架會(huì)更好。
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面試
“緩存就是存貯數(shù)據(jù)(使用頻繁的數(shù)據(jù))的臨時(shí)地方娘摔,因?yàn)槿≡紨?shù)據(jù)的代價(jià)太大了窄坦,所以我可以取得快一些〉仕拢”
這就是 programmer one (programmer one 是一個(gè)面試者)在面試中的回答(一個(gè)月前鸭津,他向公司提交了簡(jiǎn)歷,想要應(yīng)聘要求在緩存肠缨,緩存框架逆趋,大規(guī)模數(shù)據(jù)操作有著豐富經(jīng)驗(yàn)的 java 開發(fā)職位)。
programmer one 通過 hash table 實(shí)現(xiàn)了他自己的緩存晒奕,但是他知道的只是他的緩存和他那存儲(chǔ)著150條記錄的 hash table闻书,這就是他認(rèn)為的大規(guī)模數(shù)據(jù)(緩存 = hashtable,只需要在 hash table 查找就好了)脑慧,所以魄眉,讓我們來看看面試的過程吧。
面試官:你選擇的緩存方案闷袒,是基于什么標(biāo)準(zhǔn)的坑律?
programmer one:呃,(想了5分鐘)嗯囊骤,基于晃择,基于,基于數(shù)據(jù)(咳嗽……)
面試官:excese me ! 能不能重復(fù)一下也物?
programmer one:數(shù)據(jù)宫屠?!
面試官:好的滑蚯。說說幾種緩存算法以及它們的作用
programmer one:(凝視著面試官浪蹂,臉上露出了很奇怪的表情,沒有人知道原來人類可以做出這種表情 )
面試官:好吧,那我換個(gè)說法乌逐,當(dāng)緩存達(dá)到容量時(shí),會(huì)怎么做创葡?
programmer one:容量浙踢?嗯(思考……h(huán)ash table 的容量時(shí)沒有限制的,我能任意增加條目灿渴,它會(huì)自動(dòng)擴(kuò)充容量的)(這是 programmer one 的想法洛波,但是他沒有說出來)
面試官對(duì) programmer one 表示感謝(面試過程持續(xù)了10分鐘),之后一個(gè)女士走過來說:謝謝你的時(shí)間骚露,我們會(huì)給你打電話的蹬挤,祝你好心情。這是 programmer one 最糟糕的面試(他沒有看到招聘對(duì)求職者有豐富的緩存經(jīng)驗(yàn)背景要求棘幸,實(shí)際上焰扳,他只看到了豐厚的報(bào)酬 )。
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說到做到
programmer one 離開之后误续,他想要知道這個(gè)面試者說的問題和答案吨悍,所以他上網(wǎng)去查,programmer one 對(duì)緩存一無所知蹋嵌,除了:當(dāng)我需要緩存的時(shí)候育瓜,我就會(huì)用 hash table。
在他使用了他最愛的搜索引擎搜索之后栽烂,他找到了一篇很不錯(cuò)的關(guān)于緩存文章躏仇,并且開始去閱讀……
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為什么我們需要緩存?
很久很久以前腺办,在還沒有緩存的時(shí)候……用戶經(jīng)常是去請(qǐng)求一個(gè)對(duì)象焰手,而這個(gè)對(duì)象是從數(shù)據(jù)庫去取,然后怀喉,這個(gè)對(duì)象變得越來越大册倒,這個(gè)用戶每次的請(qǐng)求時(shí)間也越來越長(zhǎng)了,這也把數(shù)據(jù)庫弄得很痛苦磺送,他無時(shí)不刻不在工作驻子。所以,這個(gè)事情就把用戶和數(shù)據(jù)庫弄得很生氣估灿,接著就有可能發(fā)生下面兩件事情:
1崇呵、用戶很煩,在抱怨馅袁,甚至不去用這個(gè)應(yīng)用了(這是大多數(shù)情況下都會(huì)發(fā)生的)
2域慷、數(shù)據(jù)庫為打包回家,離開這個(gè)應(yīng)用,然后犹褒,就出現(xiàn)了大麻煩(沒地方去存儲(chǔ)數(shù)據(jù)了)(發(fā)生在極少數(shù)情況下)
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上帝派來了緩存
在幾年之后抵窒,IBM(60年代)的研究人員引進(jìn)了一個(gè)新概念,它叫“緩存”叠骑。
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什么是緩存李皇?
正如開篇所講,緩存是“存貯數(shù)據(jù)(使用頻繁的數(shù)據(jù))的臨時(shí)地方宙枷,因?yàn)槿≡紨?shù)據(jù)的代價(jià)太大了掉房,所以我可以取得快一些∥看裕”
緩存可以認(rèn)為是數(shù)據(jù)的池卓囚,這些數(shù)據(jù)是從數(shù)據(jù)庫里的真實(shí)數(shù)據(jù)復(fù)制出來的,并且為了能別取回诅病,被標(biāo)上了標(biāo)簽(鍵 ID)哪亿。太棒了
programmer one 已經(jīng)知道這點(diǎn)了,但是他還不知道下面的緩存術(shù)語贤笆。
命中:
當(dāng)客戶發(fā)起一個(gè)請(qǐng)求(我們說他想要查看一個(gè)產(chǎn)品信息)锣夹,我們的應(yīng)用接受這個(gè)請(qǐng)求,并且如果是在第一次檢查緩存的時(shí)候苏潜,需要去數(shù)據(jù)庫讀取產(chǎn)品信息银萍。
如果在緩存中,一個(gè)條目通過一個(gè)標(biāo)記被找到了恤左,這個(gè)條目就會(huì)被使用贴唇、我們就叫它緩存命中。所以飞袋,命中率也就不難理解了戳气。
Cache Miss:
但是這里需要注意兩點(diǎn):
1、如果還有緩存的空間巧鸭,那么瓶您,沒有命中的對(duì)象會(huì)被存儲(chǔ)到緩存中來。
2纲仍、如果緩存慢了呀袱,而又沒有命中緩存,那么就會(huì)按照某一種策略郑叠,把緩存中的舊對(duì)象踢出夜赵,而把新的對(duì)象加入緩存池。而這些策略統(tǒng)稱為替代策略(緩存算法)乡革,這些策略會(huì)決定到底應(yīng)該提出哪些對(duì)象寇僧。
存儲(chǔ)成本:
當(dāng)沒有命中時(shí)摊腋,我們會(huì)從數(shù)據(jù)庫取出數(shù)據(jù),然后放入緩存嘁傀。而把這個(gè)數(shù)據(jù)放入緩存所需要的時(shí)間和空間兴蒸,就是存儲(chǔ)成本。
索引成本:
和存儲(chǔ)成本相仿细办。
失效:
當(dāng)存在緩存中的數(shù)據(jù)需要更新時(shí)橙凳,就意味著緩存中的這個(gè)數(shù)據(jù)失效了。
替代策略:
當(dāng)緩存沒有命中時(shí)蟹腾,并且緩存容量已經(jīng)滿了痕惋,就需要在緩存中踢出一個(gè)老的條目区宇,加入一條新的條目蘸泻,而到底應(yīng)該踢出什么條目苛茂,就由替代策略決定。
最優(yōu)替代策略:
最優(yōu)的替代策略就是想把緩存中最沒用的條目給踢出去,但是未來是不能夠被預(yù)知的含滴,所以這種策略是不可能實(shí)現(xiàn)的。但是有很多策略贞远,都是朝著這個(gè)目前去努力悦即。
Java 街惡夢(mèng):
當(dāng) programmer one 在讀這篇文章的時(shí)候,他睡著了逼裆,并且做了個(gè)惡夢(mèng)(每個(gè)人都有做惡夢(mèng)的時(shí)候)郁稍。
programmer one:nihahha,我要把你弄失效Jび睢(瘋狂的狀態(tài))
緩存對(duì)象:別別耀怜,讓我活著,他們還需要我桐愉,我還有孩子财破。
programmer one:每個(gè)緩存對(duì)象在失效之前都會(huì)那樣說。你從什么時(shí)候開始有孩子的从诲?不用擔(dān)心左痢,現(xiàn)在就永遠(yuǎn)消失吧!
哈哈哈哈哈……programmer one 恐怖的笑著系洛,但是警笛打破了沉靜俊性,警察把 programmer one 抓了起來,并且控告他殺死了(失效)一個(gè)仍需被使用的緩存對(duì)象描扯,他被押到了監(jiān)獄磅废。
programmer one 突然醒了,他被嚇到了荆烈,渾身是汗拯勉,他開始環(huán)顧四周竟趾,發(fā)現(xiàn)這確實(shí)是個(gè)夢(mèng),然后趕緊繼續(xù)閱讀這篇文章宫峦,努力的消除自己的恐慌岔帽。
在programmer one 醒來之后,他又開始閱讀文章了导绷。
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緩存算法
沒有人能說清哪種緩存算法優(yōu)于其他的緩存算法
Least Frequently Used(LFU):
大家好犀勒,我是 LFU,我會(huì)計(jì)算為每個(gè)緩存對(duì)象計(jì)算他們被使用的頻率妥曲。我會(huì)把最不常用的緩存對(duì)象踢走贾费。
Least Recently User(LRU):
我是 LRU 緩存算法,我把最近最少使用的緩存對(duì)象給踢走檐盟。
我總是需要去了解在什么時(shí)候褂萧,用了哪個(gè)緩存對(duì)象。如果有人想要了解我為什么總能把最近最少使用的對(duì)象踢掉葵萎,是非常困難的导犹。
瀏覽器就是使用了我(LRU)作為緩存算法。新的對(duì)象會(huì)被放在緩存的頂部羡忘,當(dāng)緩存達(dá)到了容量極限谎痢,我會(huì)把底部的對(duì)象踢走,而技巧就是:我會(huì)把最新被訪問的緩存對(duì)象卷雕,放到緩存池的頂部节猿。
所以,經(jīng)常被讀取的緩存對(duì)象就會(huì)一直呆在緩存池中漫雕。有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)我滨嘱,array 或者是 linked list。
我的速度很快蝎亚,我也可以被數(shù)據(jù)訪問模式適配九孩。我有一個(gè)大家庭,他們都可以完善我发框,甚至做的比我更好(我確實(shí)有時(shí)會(huì)嫉妒躺彬,但是沒關(guān)系)。我家庭的一些成員包括 LRU2 和 2Q梅惯,他們就是為了完善 LRU 而存在的宪拥。
Least Recently Used 2(LRU2):
我是 Least Recently Used 2,有人叫我最近最少使用 twice铣减,我更喜歡這個(gè)叫法她君。我會(huì)把被兩次訪問過的對(duì)象放入緩存池,當(dāng)緩存池滿了之后葫哗,我會(huì)把有兩次最少使用的緩存對(duì)象踢走缔刹。因?yàn)樾枰檶?duì)象2次球涛,訪問負(fù)載就會(huì)隨著緩存池的增加而增加。如果把我用在大容量的緩存池中校镐,就會(huì)有問題亿扁。另外,我還需要跟蹤那么不在緩存的對(duì)象鸟廓,因?yàn)樗麄冞€沒有被第二次讀取从祝。我比LRU好,而且是 adoptive to access 模式 引谜。
Two Queues(2Q):
我是 Two Queues牍陌;我把被訪問的數(shù)據(jù)放到 LRU 的緩存中,如果這個(gè)對(duì)象再一次被訪問员咽,我就把他轉(zhuǎn)移到第二個(gè)毒涧、更大的 LRU 緩存。
我踢走緩存對(duì)象是為了保持第一個(gè)緩存池是第二個(gè)緩存池的1/3骏融。當(dāng)緩存的訪問負(fù)載是固定的時(shí)候链嘀,把 LRU 換成 LRU2萌狂,就比增加緩存的容量更好档玻。這種機(jī)制使得我比 LRU2 更好,我也是 LRU 家族中的一員茫藏,而且是 adoptive to access 模式 误趴。
Adaptive Replacement Cache(ARC):
我是 ARC,有人說我是介于 LRU 和 LFU 之間务傲,為了提高效果凉当,我是由2個(gè) LRU 組成,第一個(gè)售葡,也就是 L1看杭,包含的條目是最近只被使用過一次的,而第二個(gè) LRU挟伙,也就是 L2楼雹,包含的是最近被使用過兩次的條目。因此尖阔, L1 放的是新的對(duì)象贮缅,而 L2 放的是常用的對(duì)象。所以介却,別人才會(huì)認(rèn)為我是介于 LRU 和 LFU 之間的谴供,不過沒關(guān)系,我不介意齿坷。
我被認(rèn)為是性能最好的緩存算法之一桂肌,能夠自調(diào)数焊,并且是低負(fù)載的。我也保存著歷史對(duì)象崎场,這樣昌跌,我就可以記住那些被移除的對(duì)象,同時(shí)照雁,也讓我可以看到被移除的對(duì)象是否可以留下蚕愤,取而代之的是踢走別的對(duì)象。我的記憶力很差饺蚊,但是我很快萍诱,適用性也強(qiáng)。
Most Recently Used(MRU):
我是 MRU污呼,和 LRU 是對(duì)應(yīng)的裕坊。我會(huì)移除最近最多被使用的對(duì)象,你一定會(huì)問我為什么燕酷。好吧籍凝,讓我告訴你,當(dāng)一次訪問過來的時(shí)候苗缩,有些事情是無法預(yù)測(cè)的饵蒂,并且在緩存系統(tǒng)中找出最少最近使用的對(duì)象是一項(xiàng)時(shí)間復(fù)雜度非常高的運(yùn)算,這就是為什么我是最好的選擇酱讶。
我是數(shù)據(jù)庫內(nèi)存緩存中是多么的常見退盯!每當(dāng)一次緩存記錄的使用,我會(huì)把它放到棧的頂端泻肯。當(dāng)棧滿了的時(shí)候渊迁,你猜怎么著?我會(huì)把棧頂?shù)膶?duì)象給換成新進(jìn)來的對(duì)象灶挟!
First in First out(FIFO):
我是先進(jìn)先出琉朽,我是一個(gè)低負(fù)載的算法,并且對(duì)緩存對(duì)象的管理要求不高稚铣。我通過一個(gè)隊(duì)列去跟蹤所有的緩存對(duì)象箱叁,最近最常用的緩存對(duì)象放在后面,而更早的緩存對(duì)象放在前面榛泛,當(dāng)緩存容量滿時(shí)蝌蹂,排在前面的緩存對(duì)象會(huì)被踢走,然后把新的緩存對(duì)象加進(jìn)去曹锨。我很快孤个,但是我并不適用。
Second Chance:
大家好沛简,我是 second chance齐鲤,我是通過 FIFO 修改而來的斥废,被大家叫做 second chance 緩存算法,我比 FIFO 好的地方是我改善了 FIFO 的成本给郊。我是 FIFO 一樣也是在觀察隊(duì)列的前端牡肉,但是很FIFO的立刻踢出不同,我會(huì)檢查即將要被踢出的對(duì)象有沒有之前被使用過的標(biāo)志(1一個(gè) bit 表示)淆九,沒有沒有被使用過统锤,我就把他踢出;否則炭庙,我會(huì)把這個(gè)標(biāo)志位清除饲窿,然后把這個(gè)緩存對(duì)象當(dāng)做新增緩存對(duì)象加入隊(duì)列。你可以想象就這就像一個(gè)環(huán)隊(duì)列焕蹄。當(dāng)我再一次在隊(duì)頭碰到這個(gè)對(duì)象時(shí)逾雄,由于他已經(jīng)沒有這個(gè)標(biāo)志位了,所以我立刻就把他踢開了腻脏。我在速度上比 FIFO 快鸦泳。
CLock:
我是 Clock,一個(gè)更好的 FIFO永品,也比 second chance 更好做鹰。因?yàn)槲也粫?huì)像 second chance 那樣把有標(biāo)志的緩存對(duì)象放到隊(duì)列的尾部,但是也可以達(dá)到 second chance 的效果腐碱。
我持有一個(gè)裝有緩存對(duì)象的環(huán)形列表誊垢,頭指針指向列表中最老的緩存對(duì)象掉弛。當(dāng)緩存 miss 發(fā)生并且沒有新的緩存空間時(shí)症见,我會(huì)問問指針指向的緩存對(duì)象的標(biāo)志位去決定我應(yīng)該怎么做。如果標(biāo)志是0殃饿,我會(huì)直接用新的緩存對(duì)象替代這個(gè)緩存對(duì)象谋作;如果標(biāo)志位是1,我會(huì)把頭指針遞增乎芳,然后重復(fù)這個(gè)過程遵蚜,知道新的緩存對(duì)象能夠被放入。我比 second chance 更快奈惑。
Simple time-based:
我是 simple time-based 緩存算法吭净,我通過絕對(duì)的時(shí)間周期去失效那些緩存對(duì)象。對(duì)于新增的對(duì)象肴甸,我會(huì)保存特定的時(shí)間寂殉。我很快,但是我并不適用原在。
Extended time-based expiration:
我是 extended time-based expiration 緩存算法友扰,我是通過相對(duì)時(shí)間去失效緩存對(duì)象的彤叉;對(duì)于新增的緩存對(duì)象,我會(huì)保存特定的時(shí)間村怪,比如是每5分鐘秽浇,每天的12點(diǎn)。
Sliding time-based expiration:
我是 sliding time-based expiration甚负,與前面不同的是柬焕,被我管理的緩存對(duì)象的生命起點(diǎn)是在這個(gè)緩存的最后被訪問時(shí)間算起的。我很快梭域,但是我也不太適用击喂。
其他的緩存算法還考慮到了下面幾點(diǎn):
成本:如果緩存對(duì)象有不同的成本,應(yīng)該把那些難以獲得的對(duì)象保存下來碰辅。
容量:如果緩存對(duì)象有不同的大小懂昂,應(yīng)該把那些大的緩存對(duì)象清除,這樣就可以讓更多的小緩存對(duì)象進(jìn)來了没宾。
時(shí)間:一些緩存還保存著緩存的過期時(shí)間凌彬。電腦會(huì)失效他們,因?yàn)樗麄円呀?jīng)過期了循衰。
根據(jù)緩存對(duì)象的大小而不管其他的緩存算法可能是有必要的铲敛。
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電子郵件!
在讀完這篇文章之后会钝,programmer one 想了一會(huì)兒伐蒋,然后決定給作者發(fā)封郵件,他感覺作者的名字在哪聽過迁酸,但是已經(jīng)想不起來了先鱼。不管怎樣,他還是把郵件發(fā)送出來了奸鬓,他詢問了作者在分布式環(huán)境中焙畔,緩存是怎么樣工作的。
文章的作者收到了郵件串远,具有諷刺意味的是宏多,這個(gè)作者就是面試 programmer one 的人 ,作者回復(fù)了……
在這一部分中澡罚,我們來看看如何實(shí)現(xiàn)這些著名的緩存算法伸但。以下的代碼只是示例用的,如果你想自己實(shí)現(xiàn)緩存算法留搔,可能自己還得加上一些額外的工作更胖。
9
LeftOver機(jī)制
在 programmer one 閱讀了文章之后,他接著看了文章的評(píng)論,其中有一篇評(píng)論提到了 leftover 機(jī)制——random cache函喉。
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Random Cache
我是隨機(jī)緩存避归,我隨意的替換緩存實(shí)體,沒人敢抱怨管呵。你可以說那個(gè)被替換的實(shí)體很倒霉梳毙。通過這些行為,我隨意的去處緩存實(shí)體捐下。我比 FIFO 機(jī)制好账锹,在某些情況下,我甚至比 LRU 好坷襟,但是奸柬,通常LRU都會(huì)比我好。
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現(xiàn)在是評(píng)論時(shí)間
當(dāng) programmer one 繼續(xù)閱讀評(píng)論的時(shí)候婴程,他發(fā)現(xiàn)有個(gè)評(píng)論非常有趣廓奕,這個(gè)評(píng)論實(shí)現(xiàn)了一些緩存算法,應(yīng)該說這個(gè)評(píng)論做了一個(gè)鏈向評(píng)論者網(wǎng)站的鏈接档叔,programmer one順著鏈接到了那個(gè)網(wǎng)站桌粉,接著閱讀。
看看緩存元素(緩存實(shí)體)
public class CacheElement
{
private Object objectValue;
private Object objectKey;
private int index;
private int hitCount; // getters and setters
}
這個(gè)緩存實(shí)體擁有緩存的key和value衙四,這個(gè)實(shí)體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)會(huì)被以下所有緩存算法用到铃肯。
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緩存算法的公用代碼
public final synchronized void addElement(Object key, Object value)
{
int index;
Object obj;
// get the entry from the table
obj = table.get(key);
// If we have the entry already in our table
// then get it and replace only its value.
obj = table.get(key);
if (obj != null)
{
CacheElement element;
element = (CacheElement) obj;
element.setObjectValue(value);
element.setObjectKey(key);
return;
}
}
上面的代碼會(huì)被所有的緩存算法實(shí)現(xiàn)用到。這段代碼是用來檢查緩存元素是否在緩存中了传蹈,如果是押逼,我們就替換它,但是如果我們找不到這個(gè) key 對(duì)應(yīng)的緩存惦界,我們會(huì)怎么做呢挑格?那我們就來深入的看看會(huì)發(fā)生什么吧!
13
現(xiàn)場(chǎng)訪問
今天的專題很特殊表锻,因?yàn)槲覀冇刑厥獾目腿怂∑耄聦?shí)上他們是我們想要聽的與會(huì)者,但是首先瞬逊,先介紹一下我們的客人:Random Cache,F(xiàn)IFO Cache仪或。讓我們從 Random Cache開始确镊。
看看隨機(jī)緩存的實(shí)現(xiàn)
public final synchronized void addElement(Object key, Object value)
{
int index;
Object obj;
obj = table.get(key);
if (obj != null)
{
CacheElement element;// Just replace the value.
element = (CacheElement) obj;
element.setObjectValue(value);
element.setObjectKey(key);
return;
}// If we haven't filled the cache yet, put it at the end.
if (!isFull())
{
index = numEntries;
++numEntries;
}
else { // Otherwise, replace a random entry.
index = (int) (cache.length * random.nextFloat());
table.remove(cache[index].getObjectKey());
}
cache[index].setObjectValue(value);
cache[index].setObjectKey(key);
table.put(key, cache[index]);
}
看看FIFO緩算法的實(shí)現(xiàn)
public final synchronized void addElement(Objectkey, Object value)
{
int index;
Object obj;
obj = table.get(key);
if (obj != null)
{
CacheElement element; // Just replace the value.
element = (CacheElement) obj;
element.setObjectValue(value);
element.setObjectKey(key);
return;
}
// If we haven't filled the cache yet, put it at the end.
if (!isFull())
{
index = numEntries;
++numEntries;
}
else { // Otherwise, replace the current pointer,
// entry with the new one.
index = current;
// in order to make Circular FIFO
if (++current >= cache.length)
current = 0;
table.remove(cache[index].getObjectKey());
}
cache[index].setObjectValue(value);
cache[index].setObjectKey(key);
table.put(key, cache[index]);
}
看看LFU緩存算法的實(shí)現(xiàn)
public synchronized Object getElement(Object key)
{
Object obj;
obj = table.get(key);
if (obj != null)
{
CacheElement element = (CacheElement) obj;
element.setHitCount(element.getHitCount() + 1);
return element.getObjectValue();
}
return null;
}
public final synchronized void addElement(Object key, Object value)
{
Object obj;
obj = table.get(key);
if (obj != null)
{
CacheElement element; // Just replace the value.
element = (CacheElement) obj;
element.setObjectValue(value);
element.setObjectKey(key);
return;
}
if (!isFull())
{
index = numEntries;
++numEntries;
}
else
{
CacheElement element = removeLfuElement();
index = element.getIndex();
table.remove(element.getObjectKey());
}
cache[index].setObjectValue(value);
cache[index].setObjectKey(key);
cache[index].setIndex(index);
table.put(key, cache[index]);
}
public CacheElement removeLfuElement()
{
CacheElement[] elements = getElementsFromTable();
CacheElement leastElement = leastHit(elements);
return leastElement;
}
public static CacheElement leastHit(CacheElement[] elements)
{
CacheElement lowestElement = null;
for (int i = 0; i < elements.length; i++)
{
CacheElement element = elements[i];
if (lowestElement == null)
{
lowestElement = element;
}
else {
if (element.getHitCount() < lowestElement.getHitCount())
{
lowestElement = element;
}
}
}
return lowestElement;
}
今天的專題很特殊,因?yàn)槲覀冇刑厥獾目腿朔渡荆聦?shí)上他們是我們想要聽的與會(huì)者蕾域,但是首先,先介紹一下我們的客人:Random Cache, FIFO Cache。讓我們從 Random Cache開始旨巷。
最重點(diǎn)的代碼巨缘,就應(yīng)該是 leastHit 這個(gè)方法,這段代碼就是把
hitCount 最低的元素找出來采呐,然后刪除若锁,給新進(jìn)的緩存元素留位置。
看看LRU緩存算法實(shí)現(xiàn)
private void moveToFront(int index)
{
int nextIndex, prevIndex;
if(head != index)
{
nextIndex = next[index];
prevIndex = prev[index];
// Only the head has a prev entry that is an invalid index
// so we don't check.
next[prevIndex] = nextIndex;
// Make sure index is valid. If it isn't, we're at the tail
// and don't set prev[next].
if(nextIndex >= 0)
prev[nextIndex] = prevIndex;
else
tail = prevIndex;
prev[index] = -1;
next[index] = head;
prev[head] = index;
head = index;
}
}
public final synchronized void addElement(Object key, Object value)
{
int index;Object obj;
obj = table.get(key);
if(obj != null)
{
CacheElement entry;
// Just replace the value, but move it to the front.
entry = (CacheElement)obj;
entry.setObjectValue(value);
entry.setObjectKey(key);
moveToFront(entry.getIndex());
return;
}
// If we haven't filled the cache yet, place in next available
// spot and move to front.
if(!isFull())
{
if(_numEntries > 0)
{
prev[_numEntries] = tail;
next[_numEntries] = -1;
moveToFront(numEntries);
}
++numEntries;
}
else { // We replace the tail of the list.
table.remove(cache[tail].getObjectKey());
moveToFront(tail);
}
cache[head].setObjectValue(value);
cache[head].setObjectKey(key);
table.put(key, cache[head]);
}
這段代碼的邏輯如 LRU算法 的描述一樣斧吐,把再次用到的緩存提取到最前面又固,而每次刪除的都是最后面的元素。
14
結(jié)論
我們已經(jīng)看到 LFU緩存算法 和 LRU緩存算法的實(shí)現(xiàn)方式煤率,至于如何實(shí)現(xiàn)仰冠,采用數(shù)組還是 LinkedHashMap,都由你決定蝶糯,不夠我一般是小的緩存容量用數(shù)組洋只,大的用 LinkedHashMap。
來自:lixiang(http://www.leexiang.com/cache-algorithm)
譯文:http://www.zavakid.com/25
原文:http://www.jtraining.com/component/content/article/35-jtraining-blog/98.html