Java实现LRU缓存策略实战
- 实现LRU模型选择
- LRU缓存回收算法
- 集成Google Guava(LRU缓存策略)插件
- Google Guava(LRU策略)缓存示例
- 总结
LRU(Least Recently Used,最近最少使用)缓存是一种常见的缓存淘汰策略。它的基本思想是优先保留最近被访问过的数据,淘汰最久未被访问的数据。这种策略的目的是为了保持缓存中的数据是最有可能被再次访问的,从而提高程序的性能和响应速度。
它可以用来处理以下几个场景:
- 操作系统内存管理-页面转换算法:当CPU请求访问一个地址,如果该地址在TLB(Translation Lookaside Buffer,翻译后援缓冲区)或页表中未命中,将发生缺页异常。操作系统需要从磁盘加载缺失的页面到物理内存中。如果物理内存已满,LRU算法可以帮助操作系统选择最久未被使用的页面进行置换。
- 数据库缓存优化:它可以减少对数据库的直接访问,提高查询速度。LRU算法能够保证缓存中的数据是近期最可能被再次使用的,从而提高缓存的命中率。
- Web资源缓存优化:浏览器可以使用LRU算法管理网页资源(如图片、脚本等),清理最久未访问的资源,以节省存储空间和带宽。可以缓存经常访问的页面或数据,LRU算法帮助决定哪些页面应该被保留在缓存中。
- 对象池和缓存优化:使用LRU算法可以有效地管理对象的生命周期,对于频繁创建和销毁的对象,可以帮助复用这些对象,减少对象创建和销毁的开销。LRU算法也是各种通用缓存系统中的一个常见策略,用于决定哪些数据应该被保留,以及何时应该淘汰旧数据。
实现LRU模型选择
Java的LinkedHashMap可以被配置为一个简单的LRU缓存。通过调整其构造函数的参数,可以实现最近使用的元素被放在头部的行为。但是,这要求你手动管理对象的删除和插入顺序,且不支持动态调整容量。因此我们可以利用Google的guava库来实现LRU缓存策略。
LRU缓存回收算法
- 新的缓存数据插入到链表头部;
- 当缓存被再次命中(即缓存数据被访问)时,那么被命中的数据将会被移到链表头部;
- 当链表满的时候,缓存链表尾部的数据将会被丢弃。
集成Google Guava(LRU缓存策略)插件
引用Guava依赖包
<dependency>
<groupId>com.google.guava</groupId>
<artifactId>guava</artifactId>
<version>33.4.0-jre</version>