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Go缓存系统:HashMap与LRU策略结合

发布时间:2024-11-08 19:43:32 来源:亿速云 阅读:78 作者:小樊 栏目:编程语言

在Go语言中,可以使用sync.Map来实现一个简单的缓存系统,它是一个并发安全的map。然而,sync.Map并不支持LRU(Least Recently Used)策略。为了实现一个支持LRU策略的缓存系统,我们可以使用container/list包来维护一个双向链表,以及使用sync.Mutexsync.RWMutex来保证线程安全。

下面是一个简单的示例,展示了如何将sync.Map与LRU策略结合使用:

package main

import (
	"container/list"
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)

type LRUCache struct {
	capacity int
	cache    map[string]*list.Element
	ll       *list.List
	mu       sync.Mutex
}

type entry struct {
	key   string
	value interface{}
}

func NewLRUCache(capacity int) *LRUCache {
	return &LRUCache{
		capacity: capacity,
		cache:    make(map[string]*list.Element),
		ll:       list.New(),
	}
}

func (c *LRUCache) Get(key string) (interface{}, bool) {
	c.mu.Lock()
	defer c.mu.Unlock()

	if elem, ok := c.cache[key]; ok {
		c.ll.MoveToFront(elem)
		return elem.Value.(*entry).value, true
	}
	return nil, false
}

func (c *LRUCache) Put(key string, value interface{}) {
	c.mu.Lock()
	defer c.mu.Unlock()

	if elem, ok := c.cache[key]; ok {
		c.ll.MoveToFront(elem)
		elem.Value.(*entry).value = value
	} else {
		if len(c.cache) >= c.capacity {
			last := c.ll.Back()
			delete(c.cache, last.Value.(*entry).key)
			c.ll.Remove(last)
		}
		elem := c.ll.PushFront(&entry{key, value})
		c.cache[key] = elem
	}
}

func main() {
	cache := NewLRUCache(3)

	cache.Put("key1", "value1")
	cache.Put("key2", "value2")
	cache.Put("key3", "value3")

	fmt.Println(cache.Get("key1")) // 输出: value1
	cache.Put("key4", "value4")   // 移除 key2
	fmt.Println(cache.Get("key2")) // 输出: false
	fmt.Println(cache.Get("key3")) // 输出: value3
	fmt.Println(cache.Get("key4")) // 输出: value4
}

在这个示例中,我们定义了一个LRUCache结构体,它包含一个容量(capacity)、一个缓存(cache,使用map[string]*list.Element实现)、一个双向链表(ll)和一个互斥锁(mu)。我们还定义了一个entry结构体来存储键值对。

NewLRUCache函数用于创建一个新的LRUCache实例。Get方法用于获取缓存中的值,如果存在则将其移动到链表的前端。Put方法用于向缓存中添加或更新键值对,如果缓存已满,则移除链表尾部的元素。

这个示例展示了如何实现一个简单的LRU缓存系统。在实际应用中,你可能需要根据需求对这个实现进行扩展和优化。

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