LRU 算法剖析與簡樸完成

LRU

Discards the least recently used items first. This algorithm requires keeping track of what was used when, which is expensive if one wants to make sure the algorithm always discards the least recently used item. General implementations of this technique require keeping “age bits” for cache-lines and track the “Least Recently Used” cache-line based on age-bits. In such an implementation, every time a cache-line is used, the age of all other cache-lines changes.

《LRU 算法剖析與簡樸完成》

在上圖中,一旦 A B C D 充溢所分派的內存塊,那末最新湧現的 E 將替換最低運用的 A(0),接見遞次為 A -> B -> C -> D -> E -> D -> F。

道理

這裏將會湧現一個機能瓶頸,也就是在 Cache 滿時,鐫汰那些不經常使用的數據,空出空間存儲新的數據。假定每一條數據都有一個末了接見時刻, 當滿額的時刻,將要遍歷一切元素,才刪除接見時刻最小的誰人元素,時刻複雜度為 $O(1)$,數據量越大,機能越低。

所以挑選運用 鏈表,每接見一次數據,把最新的接見數據放至頭部,那尾部的數據就是最舊未接見的數據。 滿額時,從鏈表尾部最先往前刪除指定數量的數據,即可處理。

代碼完成

class LruCache {
  constructor(maxsize) {
    this._cache = {}; // 緩存
    this._queue = []; // 行列
    this._maxsize = maxsize; // 最大值

    // 假如最大值輸入不法 默許無限大
    if (!this._maxsize || !(typeof this._maxsize === 'number') || this._maxsize <= 0) {
      this._maxsize = Infinity;
    }

    // 運轉定時器,定時搜檢逾期值
    setInterval(() => {
      this._queue.forEach((el, idx) => {
        const key = el;
        const insertTime = this._cache[key].insertTime;
        const expire = this._cache[key].expire;
        const curTime = +new Date();

        // 假如存在逾期時刻且超期,移除數據
        if (expire && curTime - insertTime > expire) {
          this._queue.splice(idx--, 1);
          delete this._cache[key];
        }
      });
    }, 1000);
  }

  // 天生唯一索引
  _makeSymbol(key) {
    return Symbol.for(key);
  }

  // 更新行列
  _update(queue, key) {
    // 移除
    queue.forEach((el, idx) => {
      if (el === key) {
        queue.splice(idx, 1);
      }
    });

    // 前置
    queue.unshift(key);
    return queue;
  }

  // 插進去數據
  set(key, value, expire) {
    key = this._makeSymbol(key); // 天生唯一索引

    // 假如已存在該值,則從新賦值
    if (this._cache[key]) {
      this._cache[key] = {
        value,
        expire,
        insertTime: this._cache[key].insertTime
      }
      this._queue = this._update(this._queue, key); // 更新行列
    } else {
      // 假如不存在,則插進去
      this._cache[key] = {
        value,
        expire,
        insertTime: +new Date()
      }

      // 索引置前
      this._queue.unshift(key);

      // 超越最大值,截斷
      while (this._queue.length > this._maxsize) {
        const item = this._queue.pop(); // 尾截斷
        delete this._cache[item]; // 刪除
      }
    }
  }

  // 獵取數據
  get(key) {
    key = this._makeSymbol(key);

    // 假如存在該值
    if (this._cache[key]) {
      const insertTime = this._cache[key].insertTime; // 插進去時刻
      const expire = this._cache[key].expire; // 逾期時刻
      const curTime = +new Date(); // 當前時刻

      // 假如不存在逾期時刻 或 存在逾期時刻但還沒有逾期
      if (!expire || (expire && curTime - insertTime < expire)) {
        // 更新行列,前置索引
        this._queue = this._update(this._queue, key);

        return this._cache[key].value;
      } else if (expire && curTime - insertTime > expire) {
        // 已逾期
        this._queue.forEach((el, idx) => {
          if (el === key) {
            this._queue.slice(idx, 1);
            delete this._cache[key];
          }
        })

        return null
      }
    } else {
      return null;
    }
  }
}

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    原文作者:Amigooo
    原文地址: https://segmentfault.com/a/1190000014622605
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