Java和Android的LRU缓存及实现原理

LRU（Least Recently Used）缓存策略是一种常用的内存管理策略，当缓存满时，会优先移除最近最少使用的数据。在Java和Android中，LRU缓存的实现主要是通过`LinkedHashMap`类来完成的。 一、Android的LRU缓存 Android提供了一个名为`LRUCache`的类，它是专门为Android应用设计的LRU缓存实现。`LRUCache`内部使用了`LinkedHashMap`来存储数据，并实现了缓存大小限制以及LRU淘汰机制。当你添加新的元素到`LRUCache`时，如果超过设定的最大容量，它会自动移除最近最少使用的元素。`LRUCache`的核心方法包括： 1. `put(key, value)`：添加元素到缓存中，如果超出容量，则移除最近最少使用的元素。 2. `get(key)`：获取指定key的元素，此操作会将获取的元素移动到最近使用的位置。 二、Java的LRU算法 在Java中，`LinkedHashMap`是实现LRU的主要数据结构。`LinkedHashMap`在`HashMap`的基础上增加了双向链表，使得元素按照插入或访问的顺序排列。当进行`put`或`get`操作时，元素会自动调整到链表的末尾，从而实现LRU策略。`LinkedHashMap`有三个构造函数参数，用于控制其行为： 1. `accessOrder`：布尔值，决定是否按照访问顺序排序，默认为`false`，表示按照插入顺序排序；设置为`true`，则按照访问顺序排序，即实现LRU特性。 2. `loadFactor`：HashMap的负载因子，决定何时进行扩容，默认为0.75。 3. `initialCapacity`：初始化容量，HashMap的初始大小。 `LinkedHashMap`的内部类`Entry`继承自`HashMap`的`Node`，除了存储键值对，还维护了前后节点的引用，以实现链表操作。 三、LRU算法原理 LRU算法的基本思想是：当缓存满时，最近最少使用的数据会被优先淘汰。在`LinkedHashMap`中，通过维护一个双向链表，新插入或访问的数据会移到链表末尾，而链表头部的数据则是最久未被使用的。因此，当需要删除元素以腾出空间时，可以直接删除链表头部的元素。 四、使用示例 在Java中，你可以通过以下方式创建一个LRU缓存： ```java int maxCapacity = 10; Map<String, String> lruCache = new LinkedHashMap<>(maxCapacity, 0.75f, true); ``` 然后，你可以像普通Map一样使用`put`和`get`方法，内部会自动处理LRU策略。 总结，LRU缓存策略在Java和Android中通过`LinkedHashMap`实现，它结合了哈希表和双向链表，既能快速查找，又能根据最近使用情况高效地淘汰元素，适用于内存有限但需要频繁访问数据的场景。