Java带有过期时间的LRU实现方法是什么

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一、什么是LRU

LRU全称是Least Recently Used，即最近最久未使用的意思。也就是说：如果一个数据在最近一段时间没有被使用，将来被使用的机会也比较小。

通常的使用场景就是缓存，比如说操作系统中的页面置换算法。实现的方案有很多，我看了很多博客，大多是给了四五种。这里为了简洁，只给出一种，是带有过期时间的。其他的实现类似，就交给聪明的你吧!!

解决方案：利用链表加HashMap

每次来一个新数据，首先判断map中是否含有，有的话就移动到队头，没有的话就新建一个节点，然后放进来就好，对于带过期时间的功能，只需要为每一个节点放一个过期时间，只要到了这个时间就直接删除即可。

还有一个问题：多线程环境下应该加锁，为了保证锁的灵活性，我们使用ConcurrentHashMap。

OK，下面我们就开始实现：

二、代码实现

1、定义节点

//这个Node对用HashMap中每一个节点 class Node implements Comparable {     private String key;     private Object value;     private long expireTime;//注意这个过期时间是一个时间点，如11点11分     public Node(String key, Object value, long expireTime) {         this.value = value;         this.key = key;         this.expireTime = expireTime;     }     //按照过期时间进行排序     @Override     public int compareTo(Node o) {         long r = this.expireTime - o.expireTime;         if (r > 0)  return 1;         if (r < 0) return -1;         return 0;     } }

2、LRU实现

public class LRU {     // 变量1：用于设置清除过期数据的线程池     private static ScheduledExecutorService swapExpiredPool                    = new ScheduledThreadPoolExecutor(10);     // 变量2：用户存储数据,为了保证线程安全，使用了ConcurrentHashMap     private ConcurrentHashMap cache = new ConcurrentHashMap<>(1024);     // 变量3：保存最新的过期数据，过期时间最小的数据排在队列前     private PriorityQueue expireQueue = new PriorityQueue<>(1024);     // 构造方法：只要有缓存了，过期清除线程就开始工作     public LRU() {         swapExpiredPool.scheduleWithFixedDelay(new ExpiredNode(), 3,3,TimeUnit.SECONDS);     }     //还有代码。。。。。。。 }

现在我们定义了几个变量，然后还有一个构造方法，意思是只要启动了这个LRU，就开始清除。清除的线程是ExpiredNode。我们来看一下：

3、过期清除线程方法

这个方法也就是ExpiredNode，当做一个内部类在LRU中。

public class ExpiredNode implements Runnable {         @Override         public void run() {             // 第一步：获取当前的时间             long now = System.currentTimeMillis();             while (true) {                 // 第二步：从过期队列弹出队首元素，如果不存在，或者不过期就返回                 Node node = expireQueue.peek();                 if (node == null || node.expireTime > now)return;                 // 第三步：过期了那就从缓存中删除，并且还要从队列弹出                 cache.remove(node.key);                 expireQueue.poll();             }// 此过程为while(true)，一直进行判断和删除操作         }     }

现在知道了过期清除方法，下面看看如何添加数据。

4、set方法

public Object set(String key, Object value, long ttl) {         // 第一步：获取过期时间点         long expireTime = System.currentTimeMillis() + ttl;         // 第二步：新建一个节点         Node newNode = new Node(key, value, expireTime);         // 第三步：cache中有的话就覆盖，没有就添加新的，过期时间队列也要添加         Node old = cache.put(key, newNode);         expireQueue.add(newNode);         // 第四步：如果该key存在数据，还要从过期时间队列删除         if (old != null) {             expireQueue.remove(old);             return old.value;         }         return null;     }

5、get方法

这个方法就比较简单了，直接获取即可。

public Object get(String key) {     //第一步：从cache直接获取，注意这个cache是一个HashMap     Node n = cache.get(key);     //第二步：如果n为空那就返回为null,不为空就返回相应的值     return n == null ? null : n.value; }

注意以上345的代码都存放在LRU中。

过期时间的我们已经知道了，其实就是添加了一个过期时间队列，和一个过期清除的线程，清除的时候使用while(true)每次判断队列队首是否过期，然后判断是否返回和清除。设置方法的时候还要把新的node添加到queue，把旧的移除掉。而且我们使用了ConcurrentHashMap保证了线程安全。

到此，相信大家对“Java带有过期时间的LRU实现方法是什么”有了更深的了解，不妨来实际操作一番吧！这里是创新互联网站，更多相关内容可以进入相关频道进行查询，关注我们，继续学习！

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