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简单LRU缓存实现

 
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链表保存键值,由于没有权值策略,简单的将当前访问过的节点放到链表头部,则存在如下问题:

在周期性访问中,某个周期中存在一部分数据仅仅只访问了一次,则最终导致缓存中的数据都是无效的数据,而将频繁访问的数据排除了。在实际应用中,这种简单策略不适用。

TestCode

public class LRUCacheTest {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		LRUCache cache = new LRUCache(10);
		
		for(int i=0;i<100;i++)
		{
			cache.put(i+"", "hello_"+i);
//			System.out.println(cache.size());
		}
		cache.printFrontTrace();
		System.out.println();
		cache.printBackwardTrace();
		System.out.println("\n-------------");
		cache.remove("90");
		cache.printFrontTrace();
		System.out.println();
		cache.printBackwardTrace();
		

		System.out.println("\n"+cache.get("92"));
		System.out.println("\n-------------");
		
		cache.printFrontTrace();
		
		System.out.println("\n"+cache.get("91"));//get tail
		System.out.println("\n-------------");
		cache.printFrontTrace();
		
		System.out.println("\n"+cache.get("91"));//get head
		System.out.println("\n-------------");
		cache.printFrontTrace();
		
		cache.remove("91");//remove head
		System.out.println("\n-------------");
		cache.printFrontTrace();
//		
		cache.remove("93");//remove tail
		System.out.println("\n-------------");
		cache.printFrontTrace();
		
		
		for(int i=0;i<100;i++)//remove all
		{
			cache.remove(i+"");
//			System.out.println(cache.size());
		}
		System.out.println("\n-------------now size = "+cache.size());
		cache.printFrontTrace();
	}

}



LRU缓存类,采用双向链表保存键,Hash保存值
package org.jf.alg.lru;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * 
 * LRU 简单实现
 * 双向链表+HashMap
 * @author chenjf
 *
 */
public class LRUCache 
{

	private KeyNode head;//key值的链表头 (包含数据)
	private KeyNode tail;//key值的链表尾 (包含数据)
	private int capacity;
	private int size;

	
	private Map<Object,CacheObject> map = new HashMap<Object,CacheObject>();
	
	
	
	public LRUCache(int capacity)
	{
		this.capacity=capacity;
	}
	
	
	
	public void put(Object key,Object value)
	{
		if(value==null)
			return;
		Object obj = this.get(key);
		if(obj!=null)
		 return;
		
	
		KeyNode node = new KeyNode(key);
		CacheObject cache_obj = new CacheObject(node,value);
		map.put(key, cache_obj);
		if(head==null)
		{
			head = node;
			tail = node;
			size++;
		}else
		{
			head.previous  = node;
			node.next = head;
			head = node;
			size++;
			if(size>capacity)
			{
				remove(tail.key);
			}
			
		}
		
		
	}
	
	public Object remove(Object key)
	{
		Object data = null;
		Object obj = map.remove(key);
		if(obj!=null)
		{
			CacheObject cache_obj = (CacheObject)obj;
			KeyNode node = cache_obj.keyNode;
			if(size==1)
			{
				head = null;
				tail = null;
			}else
			{
				if(node.equals(head))
				{
					if(head.next!=null)//not tail
						head.next.previous = null;
				    head = head.next;
				    node.next = null;
					
				}else if(node.equals(tail))
				{
					tail = node.previous;
					if(tail!=null)
					{
						tail.next = null;
					}
					node.previous = null;
				}else// not head and tail
				{
					node.previous.next=node.next;
					node.next.previous=node.previous;
					node.previous=null;
					node.next=null;
				}

			}
			data = cache_obj.data;
			size--;
		}
		
		return data;
	}
	
	public Object get(Object key)
	{
		
		Object data = null;
		Object obj = map.get(key);
		if(obj!=null)
		{
			CacheObject cache_obj = (CacheObject)obj;
		
			KeyNode node = cache_obj.keyNode;
			if(!node.equals(head))//if node is head, nothing to do
			{

					node.previous.next = node.next;
					if(node.next!=null)
						node.next.previous = node.previous;
					else// node is tail
						tail = node.previous;
					node.next = head;
					head.previous = node;
					node.previous = null;
					head = node;

				
				
			}
			data = cache_obj.data;
		}
		
		return data;
	}
	
	public void clear()
	{
		head = null;
		tail = null;
		size = 0;
		map.clear();
	}
	
	public int size()
	{
		return this.size;
	}
	
	public int getCapacity()
	{
		return this.capacity;
	}
	
	/**
	 * 
	 * for debug
	 */
	
	public void printFrontTrace()
	{
		
		//print front  from head to tail
		if(head!=null)
		{
			KeyNode node = head;
			while(node!=null)
			{
				System.out.print("-->"+node.key+"["+map.get(node.key).data+"]");
				node=node.next;
			}
		}
		
	}
	
	public void printBackwardTrace()
	{
		if(tail!=null)
		{
			KeyNode node = tail;
			while(node!=null)
			{
				System.out.print("<--"+node.key+"["+map.get(node.key).data+"]");
				node=node.previous;
			}
		}
	}
	
/****************************inner class from object store**************************************/
	
	class KeyNode 
	{

		KeyNode previous;
		KeyNode next;
		Object key;
		
		 public KeyNode(Object key)
		 {
			this.key = key; 
		 }

	}

	   
	class CacheObject
	{
		public CacheObject(KeyNode node,Object data)
		{
			keyNode = node;
			this.data = data;
		}
		KeyNode keyNode;
		Object data;

	}
}



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