Java带有过期时间的LRU实现方法是什么
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一、什么是LRU
LRU全称是Least Recently Used,即最近最久未使用的意思。也就是说:如果一个数据在最近一段时间没有被使用,将来被使用的机会也比较小。
通常的使用场景就是缓存,比如说操作系统中的页面置换算法。实现的方案有很多,我看了很多博客,大多是给了四五种。这里为了简洁,只给出一种,是带有过期时间的。其他的实现类似,就交给聪明的你吧!!
解决方案:利用链表加HashMap
每次来一个新数据,首先判断map中是否含有,有的话就移动到队头,没有的话就新建一个节点,然后放进来就好,对于带过期时间的功能,只需要为每一个节点放一个过期时间,只要到了这个时间就直接删除即可。
还有一个问题:多线程环境下应该加锁,为了保证锁的灵活性,我们使用ConcurrentHashMap。
OK,下面我们就开始实现:
二、代码实现
1、定义节点
//这个Node对用HashMap中每一个节点 class Node implements Comparable{ private String key; private Object value; private long expireTime;//注意这个过期时间是一个时间点,如11点11分 public Node(String key, Object value, long expireTime) { this.value = value; this.key = key; this.expireTime = expireTime; } //按照过期时间进行排序 @Override public int compareTo(Node o) { long r = this.expireTime - o.expireTime; if (r > 0) return 1; if (r < 0) return -1; return 0; } }
2、LRU实现
public class LRU { // 变量1:用于设置清除过期数据的线程池 private static ScheduledExecutorService swapExpiredPool = new ScheduledThreadPoolExecutor(10); // 变量2:用户存储数据,为了保证线程安全,使用了ConcurrentHashMap private ConcurrentHashMapcache = new ConcurrentHashMap<>(1024); // 变量3:保存最新的过期数据,过期时间最小的数据排在队列前 private PriorityQueue expireQueue = new PriorityQueue<>(1024); // 构造方法:只要有缓存了,过期清除线程就开始工作 public LRU() { swapExpiredPool.scheduleWithFixedDelay(new ExpiredNode(), 3,3,TimeUnit.SECONDS); } //还有代码。。。。。。。 }
现在我们定义了几个变量,然后还有一个构造方法,意思是只要启动了这个LRU,就开始清除。清除的线程是ExpiredNode。我们来看一下:
3、过期清除线程方法
这个方法也就是ExpiredNode,当做一个内部类在LRU中。
public class ExpiredNode implements Runnable { @Override public void run() { // 第一步:获取当前的时间 long now = System.currentTimeMillis(); while (true) { // 第二步:从过期队列弹出队首元素,如果不存在,或者不过期就返回 Node node = expireQueue.peek(); if (node == null || node.expireTime > now)return; // 第三步:过期了那就从缓存中删除,并且还要从队列弹出 cache.remove(node.key); expireQueue.poll(); }// 此过程为while(true),一直进行判断和删除操作 } }
现在知道了过期清除方法,下面看看如何添加数据。
4、set方法
public Object set(String key, Object value, long ttl) { // 第一步:获取过期时间点 long expireTime = System.currentTimeMillis() + ttl; // 第二步:新建一个节点 Node newNode = new Node(key, value, expireTime); // 第三步:cache中有的话就覆盖,没有就添加新的,过期时间队列也要添加 Node old = cache.put(key, newNode); expireQueue.add(newNode); // 第四步:如果该key存在数据,还要从过期时间队列删除 if (old != null) { expireQueue.remove(old); return old.value; } return null; }
5、get方法
这个方法就比较简单了,直接获取即可。
public Object get(String key) { //第一步:从cache直接获取,注意这个cache是一个HashMap Node n = cache.get(key); //第二步:如果n为空那就返回为null,不为空就返回相应的值 return n == null ? null : n.value; }
注意以上345的代码都存放在LRU中。
过期时间的我们已经知道了,其实就是添加了一个过期时间队列,和一个过期清除的线程,清除的时候使用while(true)每次判断队列队首是否过期,然后判断是否返回和清除。设置方法的时候还要把新的node添加到queue,把旧的移除掉。而且我们使用了ConcurrentHashMap保证了线程安全。
到此,相信大家对“Java带有过期时间的LRU实现方法是什么”有了更深的了解,不妨来实际操作一番吧!这里是创新互联网站,更多相关内容可以进入相关频道进行查询,关注我们,继续学习!
新闻标题:Java带有过期时间的LRU实现方法是什么
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