Java-双向链表实现LRU算法

LRU全称是Least Recently Used,即最近最久未使用的意思。LRU算法的设计原则是:如果一个数据在最近一段时间没有被访问到,那么在将来它被访问的可能性也很小。是缓存中一种常见的机制。下图展示了逻辑页面缓存的访问情况

以下是代码实现:

public class LRUPageFrame {
    
    private static class Node { 
        Node prev;
        Node next;
        int pageNum;

        Node() {
        }
    }

    private int capacity;
    private int currentSize;
    private Node first;// 链表头
    private Node last;// 链表尾

    public LRUPageFrame(int capacity) {
        this.currentSize = 0;
        this.capacity = capacity;
    }

    /**
     * 获取缓存中对象
     * 
     * @param key
     * @return
     */
    public void access(int pageNum) {
        
        Node node = find(pageNum);
        //在该队列中存在, 则提到队列头
        if (node != null) {
       moveExistingNodeToHead(node);          
        } else{
            node = new Node();
            node.pageNum = pageNum;
            // 缓存容器是否已经超过大小.
            if (currentSize >= capacity) {            
                removeLast();                
            }  
            addNewNodetoHead(node);                                                    
        }
    }
    
    private void addNewNodetoHead(Node node) {
        if(isEmpty()){
            node.prev = null;
            node.next = null;
            first = node;
            last = node;
        } else{
            node.prev = null;
            node.next = first;
            first.prev = node;
            first = node;
        }
        this.currentSize ++;
    }

    private Node find(int data){
        Node node = first;
        while(node != null){
            if(node.pageNum == data){
                return node;
            }
            node = node.next;
        }
        return null;
        
    }

    /**
     * 删除链表尾部节点 表示 删除最少使用的缓存对象
     */
    private void removeLast() {
        Node prev = last.prev;
        prev.next = null;
        last.prev = null;
        last = prev;
        this.currentSize --;
    }

    /**
     * 移动到链表头,表示这个节点是最新使用过的
     * 
     * @param node
     */
    private void moveExistingNodeToHead(Node node) {
        if (node == first) {
            return;
        }
        else if(node == last){
            //当前节点是链表尾, 需要放到链表头
            Node prevNode = node.prev;
            prevNode.next = null;    
            last.prev = null;
            last  = prevNode;                
        } else{
            //node 在链表的中间, 把node 的前后节点连接起来
            Node prevNode = node.prev;
            prevNode.next = node.next;
            Node nextNode = node.next;
            nextNode.prev = prevNode;  
        }   
        node.prev = null;
        node.next = first;
        first.prev = node;
        first = node;    
        
    }
    private boolean isEmpty(){        
        return (first == null) && (last == null);
    }
}

 

 代码还有很多不足的地方,希望大家多多指正。

posted on 2017-04-01 10:15  krajm  阅读(1633)  评论(0编辑  收藏  举报

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