在很早之前学操作系统的时候见过这个算法，后来见到的越来越多，以至于刷面经的时候也看到了，总结一下：
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<Node> {
- 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 ConcurrentHashMap<String, Node> cache = 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<Node> 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。
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OK，今天的代码就先写到这。
