Java帶有過期時間的LRU實現方法是什么

本篇內容主要講解“Java帶有過期時間的LRU實現方法是什么”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“Java帶有過期時間的LRU實現方法是什么”吧!

一、什么是LRU

LRU全稱是Least Recently  Used，即最近最久未使用的意思。也就是說：如果一個數據在最近一段時間沒有被使用，將來被使用的機會也比較小。

通常的使用場景就是緩存，比如說操作系統中的頁面置換算法。實現的方案有很多，我看了很多博客，大多是給了四五種。這里為了簡潔，只給出一種，是帶有過期時間的。其他的實現類似，就交給聰明的你吧!!

解決方案：利用鏈表加HashMap

每次來一個新數據，首先判斷map中是否含有，有的話就移動到隊頭，沒有的話就新建一個節點，然后放進來就好，對于帶過期時間的功能，只需要為每一個節點放一個過期時間，只要到了這個時間就直接刪除即可。

還有一個問題：多線程環境下應該加鎖，為了保證鎖的靈活性，我們使用ConcurrentHashMap。

OK，下面我們就開始實現：

二、代碼實現

1、定義節點

//這個Node對用HashMap中每一個節點 class Node implements Comparable<Node> {     private String key;     private Object value;     private long expireTime;//注意這個過期時間是一個時間點，如11點11分     public Node(String key, Object value, long expireTime) {         this.value = value;         this.key = key;         this.expireTime = expireTime;     }     //按照過期時間進行排序     @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實現

public class LRU {     // 變量1：用于設置清除過期數據的線程池     private static ScheduledExecutorService swapExpiredPool                    = new ScheduledThreadPoolExecutor(10);     // 變量2：用戶存儲數據,為了保證線程安全，使用了ConcurrentHashMap     private ConcurrentHashMap<String, Node> cache = new ConcurrentHashMap<>(1024);     // 變量3：保存最新的過期數據，過期時間最小的數據排在隊列前     private PriorityQueue<Node> expireQueue = new PriorityQueue<>(1024);     // 構造方法：只要有緩存了，過期清除線程就開始工作     public LRU() {         swapExpiredPool.scheduleWithFixedDelay(new ExpiredNode(), 3,3,TimeUnit.SECONDS);     }     //還有代碼。。。。。。。 }

現在我們定義了幾個變量，然后還有一個構造方法，意思是只要啟動了這個LRU，就開始清除。清除的線程是ExpiredNode。我們來看一下：

3、過期清除線程方法

這個方法也就是ExpiredNode，當做一個內部類在LRU中。

public class ExpiredNode implements Runnable {         @Override         public void run() {             // 第一步：獲取當前的時間             long now = System.currentTimeMillis();             while (true) {                 // 第二步：從過期隊列彈出隊首元素，如果不存在，或者不過期就返回                 Node node = expireQueue.peek();                 if (node == null || node.expireTime > now)return;                 // 第三步：過期了那就從緩存中刪除，并且還要從隊列彈出                 cache.remove(node.key);                 expireQueue.poll();             }// 此過程為while(true)，一直進行判斷和刪除操作         }     }

現在知道了過期清除方法，下面看看如何添加數據。

4、set方法

public Object set(String key, Object value, long ttl) {         // 第一步：獲取過期時間點         long expireTime = System.currentTimeMillis() + ttl;         // 第二步：新建一個節點         Node newNode = new Node(key, value, expireTime);         // 第三步：cache中有的話就覆蓋，沒有就添加新的，過期時間隊列也要添加         Node old = cache.put(key, newNode);         expireQueue.add(newNode);         // 第四步：如果該key存在數據，還要從過期時間隊列刪除         if (old != null) {             expireQueue.remove(old);             return old.value;         }         return null;     }

5、get方法

這個方法就比較簡單了，直接獲取即可。

public Object get(String key) {     //第一步：從cache直接獲取，注意這個cache是一個HashMap     Node n = cache.get(key);     //第二步：如果n為空那就返回為null,不為空就返回相應的值     return n == null ? null : n.value; }

注意以上345的代碼都存放在LRU中。

過期時間的我們已經知道了，其實就是添加了一個過期時間隊列，和一個過期清除的線程，清除的時候使用while(true)每次判斷隊列隊首是否過期，然后判斷是否返回和清除。設置方法的時候還要把新的node添加到queue，把舊的移除掉。而且我們使用了ConcurrentHashMap保證了線程安全。

到此，相信大家對“Java帶有過期時間的LRU實現方法是什么”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續學習！