漫画:什么是LRU算法?

本期封面作者:A17

————— 两个月前 —————

用户信息当然是存在数据库里。但是由于我们对用户系统的性能要求比较高,显然不能每一次请求都去查询数据库。

所以,小灰在内存中创建了一个哈希表作为缓存,每次查找一个用户的时候先在哈希表中查询,以此提高访问性能。

很快,用户系统上线了,小灰美美地休息了几天。

一个多月之后......

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什么是哈希链表呢?

我们都知道,哈希表是由若干个Key-Value所组成。在“逻辑”上,这些Key-Value是无所谓排列顺序的,谁先谁后都一样。

在哈希链表当中,这些Key-Value不再是彼此无关的存在,而是被一个链条串了起来。每一个Key-Value都具有它的前驱Key-Value、后继Key-Value,就像双向链表中的节点一样。

这样一来,原本无序的哈希表拥有了固定的排列顺序。

让我们以用户信息的需求为例,来演示一下LRU算法的基本思路:

1.假设我们使用哈希链表来缓存用户信息,目前缓存了4个用户,这4个用户是按照时间顺序依次从链表右端插入的。

2.此时,业务方访问用户5,由于哈希链表中没有用户5的数据,我们从数据库中读取出来,插入到缓存当中。这时候,链表中最右端是最新访问到的用户5,最左端是最近最少访问的用户1。

3.接下来,业务方访问用户2,哈希链表中存在用户2的数据,我们怎么做呢?我们把用户2从它的前驱节点和后继节点之间移除,重新插入到链表最右端。这时候,链表中最右端变成了最新访问到的用户2,最左端仍然是最近最少访问的用户1。

4.接下来,业务方请求修改用户4的信息。同样道理,我们把用户4从原来的位置移动到链表最右侧,并把用户信息的值更新。这时候,链表中最右端是最新访问到的用户4,最左端仍然是最近最少访问的用户1。

5.后来业务方换口味了,访问用户6,用户6在缓存里没有,需要插入到哈希链表。假设这时候缓存容量已经达到上限,必须先删除最近最少访问的数据,那么位于哈希链表最左端的用户1就会被删除掉,然后再把用户6插入到最右端。

以上,就是LRU算法的基本思路。

需要注意的是,这段不是线程安全的,要想做到线程安全,需要加上synchronized修饰符。

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