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一文读懂常见的缓存策略( 二 )

缓存

在这个示例中，LRUCache继承自LinkedHashMap，并重写了removeEldestEntry方法来控制缓存的大小 。当缓存超过指定大小时 ， 最近最少使用的条目将被移除 。
LFU缓存策略LFU（Least Frequently Used）缓存策略是一种常见的缓存替换策略，它根据缓存中数据项被访问的频率来进行替换 。具体来说，当缓存空间不足时，LFU算法会淘汰访问频率最低的数据项 。
LFU缓存策略的实现通常需要维护一个访问频率的计数器 ， 以及一个数据项和其对应访问频率的映射 。当数据项被访问时，其对应的访问频率会增加，当需要替换数据项时，会选择访问频率最低的数据项进行淘汰 。
在LFU缓存策略中，如果有多个数据项的访问频率相同，那么通常会选择最早被访问的数据项进行淘汰 。
LFU缓存策略的优点是能够有效地淘汰访问频率低的数据项 ， 但缺点是需要维护额外的访问频率计数器，增加了实现的复杂度 。
在实际应用中，LFU缓存策略通常用于需要频繁访问的数据项，以便保持缓存中的数据项是最常被访问的 。
LFU缓存策略实现(Java)LFU缓存策略适用于需要根据数据访问频率来淘汰缓存的场景 。在这种策略下，会优先淘汰访问频率最低的数据，以便为访问频率高的数据腾出空间，从而提高缓存命中率 。
LFU缓存策略常用于以下场景：

  • 需要根据数据访问频率来淘汰缓存的系统 ， 如热点数据缓存、页面缓存等 。
  • 对于访问频率较低的数据，采用LFU策略可以有效释放缓存空间，提高系统整体性能 。
在Java中 ， 可以通过使用LinkedHashMap来实现LFU缓存策略 。LinkedHashMap可以按照访问顺序或插入顺序来维护键值对，通过重写removeEldestEntry方法和自定义数据结构来实现LFU缓存策略 。
以下是一个简单的Java实现LFU缓存策略的示例代码：
import java.util.*;public class LFUCache<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> {private Map<K, Integer> freqMap;public LFUCache(int capacity) {super(capacity, 0.75f, true);freqMap = new HashMap<>();}@Overrideprotected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) {return size() > capacity();}public V get(K key) {if (super.containsKey(key)) {freqMap.put(key, freqMap.get(key) + 1);}return super.get(key);}public void put(K key, V value) {if (!super.containsKey(key)) {freqMap.put(key, 1);}super.put(key, value);}public static void main(String[] args) {LFUCache<Integer, String> cache = new LFUCache<>(2);cache.put(1, "a");cache.put(2, "b");System.out.println(cache.get(1)); // 输出: acache.put(3, "c");System.out.println(cache.get(2)); // 输出: null}}在上述示例中，通过继承LinkedHashMap并重写removeEldestEntry方法，以及使用freqMap来记录访问频率，实现了LFU缓存策略的简单Java实现 。
随机替换缓存策略随机替换缓存策略是指在需要替换缓存中的数据时，随机选择一个数据进行替换 。这种策略不考虑数据的访问频率或者其他因素，只是简单地随机选择一个数据进行替换 。
数学表示为：选择要替换的数据的概率是相等的，即每个数据被替换的概率都是1/n，其中n为缓存中数据的数量 。
这种策略的优点是实现简单，但缺点是不能充分利用数据的访问模式，可能导致缓存命中率降低 。
随机替换缓存策略实现(Java)随机替换缓存策略是一种简单的缓存替换策略，它随机选择一个缓存条目进行替换，适用于对缓存命中率要求不高的场景 。
  • 测试环境：在测试环境中 ， 可以使用随机替换缓存策略来模拟真实环境下的缓存替换情况，从而更好地评估系统的性能 。
  • 临时数据缓存：对于一些临时性数据的缓存，如广告内容、临时计算结果等，可以采用随机替换策略 ， 因为对于这些数据的访问顺序并不具有规律性 。
 import java.util.HashMap;import java.util.Map;import java.util.Random;public class RandomReplacementCache<K, V> {private Map<K, V> cache;private Random random;public RandomReplacementCache() {this.cache = new HashMap<>();this.random = new Random();}public void put(K key, V value) {// 添加缓存条目cache.put(key, value);}public V get(K key) {// 获取缓存条目return cache.get(key);}public void evictRandom() {// 随机替换缓存条目if (!cache.isEmpty()) {int randomIndex = random.nextInt(cache.size());K keyToRemove = (K) cache.keySet().toArray()[randomIndex];cache.remove(keyToRemove);}}}


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