Nodejs基于LRU算法實(shí)現(xiàn)的緩存處理操作示例
本文實(shí)例講述了Nodejs基于LRU算法實(shí)現(xiàn)的緩存處理操作。分享給大家供大家參考,具體如下:
LRU是Least Recently Used的縮寫,即最近最少使用頁(yè)面置換算法,是為虛擬頁(yè)式存儲(chǔ)管理服務(wù)的,是根據(jù)頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存后的使用情況進(jìn)行決策了。由于無(wú)法預(yù)測(cè)各頁(yè)面將來(lái)的使用情況,只能利用“最近的過(guò)去”作為“最近的將來(lái)”的近似,因此,LRU算法就是將最近最久未使用的頁(yè)面予以淘汰。
可以用一個(gè)特殊的棧來(lái)保存當(dāng)前正在使用的各個(gè)頁(yè)面的頁(yè)面號(hào)。當(dāng)一個(gè)新的進(jìn)程訪問(wèn)某頁(yè)面時(shí),便將該頁(yè)面號(hào)壓入棧頂,其他的頁(yè)面號(hào)往棧底移,如果內(nèi)存不夠,則將棧底的頁(yè)面號(hào)移除。這樣,棧頂始終是最新被訪問(wèn)的頁(yè)面的編號(hào),而棧底則是最近最久未訪問(wèn)的頁(yè)面的頁(yè)面號(hào)。
如輸入以下序列時(shí):4,7,0,7,1,0,1,2,1,2,6
結(jié)果為:
4
4 7
4 7 0
4 0 7
4 0 7 1
4 7 1 0
4 7 0 1
4 7 0 1 2
4 7 0 2 1
4 7 0 1 2
7 0 1 2 6
適用于Node.js的一個(gè)LRU緩存,capacity為緩存容量,為0時(shí)構(gòu)造一般緩存。
function CacheLRU(capacity) { /* 利用Buffer寫的一個(gè)LRU緩存,capacity為緩存容量,為0時(shí)不限容量。 myCache = new CacheLRU(capacity); //構(gòu)造緩存 myCache.get(key); //讀取名為key的緩存值 myCache.put(key, value); //寫入名為key的緩存值 myCache.remove(key); //刪除名為key的緩存值 myCache.removeAll(); //清空緩存 myCache.info(); //返回myCache緩存信息 LRU原理:對(duì)所有緩存數(shù)據(jù)的key構(gòu)建hash鏈表,當(dāng)對(duì)某一數(shù)據(jù)進(jìn)行g(shù)et或put操作時(shí),將其key提到鏈表前端(最新)。當(dāng)進(jìn)行put數(shù)據(jù)超出容量時(shí),刪除鏈表尾端(最舊)的緩存數(shù)據(jù)。 hash鏈表操作可直接定位key,無(wú)需歷遍整個(gè)hash對(duì)象,故讀寫極快。緩存容量不再影響讀寫速度。 */ this.capacity = capacity || Number.MAX_VALUE; this.data = {}; this.hash = {}; this.linkedList = { length: 0, head: null, end: null } if (capacity <= 0) this.capacity = Number.MAX_VALUE; }; CacheLRU.prototype.get = function(key) { key = '_' + key; var lruEntry = this.hash[key]; if (!lruEntry) return; refresh(this.linkedList, lruEntry); return JSON.parse(this.data[key].toString()); }; CacheLRU.prototype.put = function(key, value) { key = '_' + key; var lruEntry = this.hash[key]; if (value === undefined) return this; if (!lruEntry) { this.hash[key] = {key: key}; this.linkedList.length += 1; lruEntry = this.hash[key]; } refresh(this.linkedList, lruEntry); this.data[key] = new Buffer(JSON.stringify(value)); if (this.linkedList.length > this.capacity) this.remove(this.linkedList.end.key.slice(1)); return this; }; CacheLRU.prototype.remove = function(key) { key = '_' + key; var lruEntry = this.hash[key]; if (!lruEntry) return this; if (lruEntry === this.linkedList.head) this.linkedList.head = lruEntry.p; if (lruEntry === this.linkedList.end) this.linkedList.end = lruEntry.n; link(lruEntry.n, lruEntry.p); delete this.hash[key]; delete this.data[key]; this.linkedList.length -= 1; return this; }; CacheLRU.prototype.removeAll = function() { this.data = {}; this.hash = {}; this.linkedList = { length: 0, head: null, end: null } return this; }; CacheLRU.prototype.info = function() { var size = 0, data = this.linkedList.head; while (data){ size += this.data[data.key].length; data = data.p; } return { capacity: this.capacity, length: this.linkedList.length, size: size }; }; // 更新鏈表,把get或put方法操作的key提到鏈表head,即表示最新 function refresh(linkedList, entry) { if (entry != linkedList.head) { if (!linkedList.end) { linkedList.end = entry; } else if (linkedList.end == entry) { linkedList.end = entry.n; } link(entry.n, entry.p); link(entry, linkedList.head); linkedList.head = entry; linkedList.head.n = null; } } // 對(duì)兩個(gè)鏈表對(duì)象建立鏈接,形成一條鏈 function link(nextEntry, prevEntry) { if (nextEntry != prevEntry) { if (nextEntry) nextEntry.p = prevEntry; if (prevEntry) prevEntry.n = nextEntry; } } module.exports = CacheLRU; // test: /*var user = new CacheLRU(5); user.put('user1', {name:'admin', age: 30}); user.put('user2', {name:'user', age: 31}); user.put('user3', {name:'guest', age: 32}); user.put('user4', {name:'guest', age: 34}); user.put('user5', {name:'guest', age: 35}); console.log(user.get('user1')); console.log(user.get('user2')); console.log(user.get('user3')); user.put('user6', {name:'guest', age: 36}); console.log(user.info());*/
LRU算法也可以用于一些實(shí)際的應(yīng)用中,如你要做一個(gè)瀏覽器,或類似于淘寶客戶端的應(yīng)用的就要用到這個(gè)原理。大家都知道瀏覽器在瀏覽網(wǎng)頁(yè)的時(shí)候會(huì)把下載的圖片臨時(shí)保存在本機(jī)的一個(gè)文件夾里,下次再訪問(wèn)時(shí)就會(huì),直接從本機(jī)臨時(shí)文件夾里讀取。但保存圖片的臨時(shí)文件夾是有一定容量限制的,如果你瀏覽的網(wǎng)頁(yè)太多,就會(huì)一些你最不常使用的圖像刪除掉,只保留最近最久使用的一些圖片。這時(shí)就可以用到LRU算法 了,這時(shí)上面算法里的這個(gè)特殊的棧就不是保存頁(yè)面的序號(hào)了,而是每個(gè)圖片的序號(hào)或大?。凰陨厦孢@個(gè)棧的元素都用Object類來(lái)表示,這樣的話這個(gè)棧就可以保存的對(duì)像了。
希望本文所述對(duì)大家nodejs程序設(shè)計(jì)有所幫助。
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