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对于缓存来说，我相信很多人都不会陌生。一般的，对于常用的一些数据，基础数据等，也或者是为了高并发，比如抢购等把热点数据放入缓存中以实现高并发快速响应。
说到缓存，Redis、memcached 等在面试中属于必问的知识点了。虽然这些专门的缓存系统做的很强大，看起来很复杂，但底层的原理其实很简单。今天我们一起来通过 LinkedHashMap 来打造两个 FIFO 和 LRU 机制的缓存系统。
FIFO 很好理解，就是 First In First Out，先入先出。就和队列一样，先进队列的先出队列。根据这个 FIFO 的这个特点，我们就可以通过 LinkedHashMap 来实现这种机制的缓存系统了。
public class FIFOCache<K,V> extends LinkedHashMap<K, V> {
private final int SIZE;
public FIFOCache(int size) {
super();
SIZE = size;
}
/**
* 重写淘汰机制
* @param eldest
* @return
*/
@Override
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) {
//如果缓存存储达到最大值删除最后一个
return size() > SIZE;
}
}上面几行代码就搞定了 FIFO 机制的缓存。测试代码也很简单，如下所示：
public static void main(String[] args) {
//设置容量为10
FIFOCache<Integer, Integer> map = new FIFOCache<Integer, Integer>(5);
//放入5个数据
for (int i = 0; i++ < 5;) {
map.put(i, i);
}
//打印起始存储情况
System.out.println("起始存储情况："+map.toString());
//存入一个已存在的数据，也就是命中一次缓存中的数据
map.put(2, 2);
//打印命中之后的情况
System.out.println("命中一个已存在的数据："+map.toString());
//又存入缓存之外的数据
map.put(6, 6);
//打印又存储一个数据之后的情况
System.out.println("新增一个数据后："+map.toString());
}测试结果截图如下所示：
通过上面这个测试结果，可以看出，这个缓存系统并不完美。当我更新元素后，我想让它重新插入队列，相当于重新入队。因为它刚刚被更新过，说明使用频次可能更高一些。于是 LRU，这种缓存淘汰机制就应用而生了。
LRU 就是（Least Recently Used），最近最少使用，意思就是最近读取的数据放在最前面，最早读取的数据放在最后面，如果这个时候有新的数据进来，当缓存空间不够时，那么最后面存储的数据淘汰。实现代码如下所示：
public class LRUCache<K,V> extends LinkedHashMap<K, V> {
private final int SIZE;
public LRUCache(int size) {
/** int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder
* 这3个分别表示容量，加载因子和是否启用LRU规则
*/
super(size, 0.75f, true);
SIZE = size;
}
@Override
protected boolean removeEldestEntry(java.util.Map.Entry<K, V> eldest) {
return size() > SIZE;
}
}下面我们来看看测试代码：
public static void main(String[] args) {
LRUCache<Integer, Integer> map = new LRUCache<Integer, Integer>(5);
//放入5个数据
for (int i = 0; i++ < 5; ) {
map.put(i, i);
}
//打印起始存储情况
System.out.println("起始存储情况："+map.toString());
map.get(3);
//打印命中之后的情况
System.out.println("命中一个已存在的数据："+map.toString());
//存入一个已存在的数据，也就是命中一次缓存中的数据
map.put(5, 6);
//打印命中之后的情况
System.out.println("覆盖一个已存在的数据："+map.toString());
//又存入缓存之外的数据
map.put(6, 6);
//打印又存储一个数据之后的情况
System.out.println("新增一个数据后："+map.toString());
}运行之后的效果截图如下所示：
关于缓存算法，还有 LFU 算法。这个代码较多，我后面单独来实现。关于本文的实现，其实还是非常基础的，比如关于线程安全问题，以及过期淘汰等问题可以根据自己的需要进行添加对应的功能。与代码相比，其实更重要的是编程思想，编程思路。
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本文原文出处：业余草： » 手把手教你用LinkedHashMap打造FIFO和LRU缓存系统