LRU的理解与Java实现

简介

LRU（Least Recently Used）直译为“最近最少使用”。其实很多老外发明的词直译过来对于我们来说并不是特别好理解，甚至有些词并不在国人的思维模式之内，比如快速排序中的Pivot，模拟信号中的Analog 等等。笔者认为最好的理解方式就是看他诞生的原因，看这个概念的出现如何一步一步演变为现在的样子。假如说你自己对某个问题想到了一个解决办法，于是你按照语义给他起了个名字，假如你直接将这个词儿说给别人，不知道这个词儿来历的人大概很难理解。所以为了力求方便理解，下面我们先来看看LRU是什么，主要是为了解决什么问题。

其实LRU这个概念映射到现实生活中非常好理解，就好比说小明的衣柜中有很多衣服，假设他的衣服都只能放在这个柜子里，小明每过一阵子小明就会买新衣服，不久小明的衣柜就放满了衣服。这个小明想了个办法，按照衣服上次穿的时间排序，丢掉最长时间没有穿过那个。这就是LRU策略。

映射到计算机概念中，上述例子中小明的衣柜就是内存，而小明的衣服就是缓存数据。我们的内存是有限的。所以当缓存数据在内存越来越多，以至于无法存放即将到来的新缓存数据时，就必须扔掉最不常用的缓存数据。所以对于LRU的抽象总结如下：

• 缓存的容量是有限的

• 当缓存容量不足以存放需要缓存的新数据时，必须丢掉最不常用的缓存数据

实现

理解了LRU的原理之后，想要将其转换为代码并不是一件很困难的事。我们访问缓存通常使用一个字符串来定位缓存数据（事实上其他数据形式也没有关系），这种场景我们反射性的想到HashMap。所以我们先来简单的定义一下LRUCachce类。

public class LRUCache {
    private HashMap<String, Object> map;
    private int capacity;
    public Object get(String key) {
        return map.get(key);
    }
    public void set(String key, Object value) {
        this.map.put(key, value);
    }
    public LRUCache(int capacity) {
        this.capacity = capacity;
        this.map = new HashMap<String, Object>();
    }
}

这样我们仅仅是定义了一个容量有限的LRUCache，可以存取数据，但并没有实现缓存容量不足时丢弃最不常用的数据的功能，而这件事做起来似乎显得稍