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怎么利用 LinkedHashMap 实现一个简单的 LRU(最近最少使用)缓存策略

大瑶同学_1881

大瑶同学_1881

发布时间:2026-04-29 22:04:23

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来源于php中文网

原创

用LinkedHashMap实现LRU缓存需设accessOrder=true启用访问顺序,并重写removeEldestEntry控制淘汰;其线程不安全,高并发需额外同步或换用Caffeine等库。

怎么利用 linkedhashmap 实现一个简单的 lru(最近最少使用)缓存策略

用 LinkedHashMap 实现 LRU 缓存,核心就两点:让链表按访问顺序排列,并在容量超限时自动剔除最久未用的项。Java 已经把底层机制准备好了,你只需做轻量定制。

关键参数 accessOrder 必须设为 true

默认情况下,LinkedHashMap 按插入顺序维护节点(accessOrder = false),这不符合 LRU 要求。必须在构造时传入 true,启用访问顺序模式:

  • 每次 get() 或 put() 已存在 key 时,对应节点会被移到链表尾部
  • 链表头部始终是最久未被访问的节点,正好是淘汰目标
  • 示例写法:new LinkedHashMap<K,V>(initCap, 0.75f, true)

重写 removeEldestEntry 控制淘汰逻辑

这个方法在每次 put() 后被自动调用,返回 true 就会删除链表头节点(即最老项)。只需判断当前 size 是否超过预设容量:

  • 定义一个 capacity 字段保存最大条目数
  • @Override protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) { return size() > capacity; }
  • 注意:该方法只在 put 时触发,get 不会主动触发淘汰,但会更新节点位置

注意线程安全问题

LinkedHashMap 本身不是线程安全的,多线程环境下直接使用可能出错:

  • 简单场景可用 Collections.synchronizedMap(new LRUCache(...)) 包装
  • 但同步包装仅保证单个操作原子性,遍历时仍需手动加锁或转为不可变快照
  • 高并发建议改用 ConcurrentHashMap + 显式双链表,或直接使用 caffeine 等成熟缓存库

完整可运行示例

以下是一个精简可靠的实现:

class LRUCache<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> {
    private final int capacity;

    public LRUCache(int capacity) {
        // 初始容量、负载因子、启用访问顺序
        super(capacity, 0.75f, true);
        this.capacity = capacity;
    }

    @Override
    protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) {
        return size() > capacity;
    }
}

使用时:LRUCache<String, Integer> cache = new LRUCache<>(3);,后续 put 和 get 即自动具备 LRU 行为。

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