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在Go語言中,實現高效的緩存系統通常需要考慮以下幾個方面:
map
來實現簡單的鍵值對存儲。下面是一個簡單的示例,展示了如何使用map
來實現一個帶有過期功能的緩存系統:
package main
import (
"container/list"
"fmt"
"sync"
"time"
)
// CacheItem 表示緩存項
type CacheItem struct {
key string
value interface{}
expiration time.Time
}
// LRUCache 是一個簡單的LRU緩存實現
type LRUCache struct {
capacity int
cache map[string]*list.Element
evictList *list.List
mu sync.Mutex
}
// NewLRUCache 創建一個新的LRU緩存
func NewLRUCache(capacity int) *LRUCache {
return &LRUCache{
capacity: capacity,
cache: make(map[string]*list.Element),
evictList: list.New(),
}
}
// Add 添加一個新的緩存項
func (c *LRUCache) Add(key string, value interface{}, ttl time.Duration) {
c.mu.Lock()
defer c.mu.Unlock()
if elem, exists := c.cache[key]; exists {
c.evictList.MoveToFront(elem)
elem.Value.(*CacheItem).value = value
elem.Value.(*CacheItem).expiration = time.Now().Add(ttl)
return
}
if c.evictList.Len() >= c.capacity {
lastElem := c.evictList.Back()
delete(c.cache, lastElem.Value.(*CacheItem).key)
c.evictList.Remove(lastElem)
}
item := &CacheItem{
key: key,
value: value,
expiration: time.Now().Add(ttl),
}
elem := c.evictList.PushFront(item)
c.cache[key] = elem
}
// Get 獲取緩存項,如果不存在則返回nil
func (c *LRUCache) Get(key string) interface{} {
c.mu.Lock()
defer c.mu.Unlock()
if elem, exists := c.cache[key]; exists {
item := elem.Value.(*CacheItem)
if time.Now().Before(item.expiration) {
c.evictList.MoveToFront(elem)
return item.value
}
c.removeElement(elem)
}
return nil
}
// removeElement 從鏈表和緩存中移除元素
func (c *LRUCache) removeElement(elem *list.Element) {
c.evictList.Remove(elem)
delete(c.cache, elem.Value.(*CacheItem).key)
}
func main() {
cache := NewLRUCache(2)
cache.Add("key1", "value1", 5*time.Second)
cache.Add("key2", "value2", 10*time.Second)
fmt.Println(cache.Get("key1")) // 輸出: value1
time.Sleep(6 * time.Second)
fmt.Println(cache.Get("key1")) // 輸出: nil,因為key1已經過期
cache.Add("key3", "value3", 5*time.Second)
fmt.Println(cache.Get("key2")) // 輸出: nil,因為key2已經被移除
fmt.Println(cache.Get("key3")) // 輸出: value3
}
這個示例展示了如何使用map
和雙向鏈表來實現一個簡單的LRU緩存,并且具備自動清理過期數據的能力。在高并發環境下,可以考慮使用sync.RWMutex
來進一步優化讀寫性能。
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