Android缓存机制——LruCache的详解

2023-08-23 19:51:04 68

概述

LruCache的核心原理就是对LinkedHashMap的有效利用，它的内部存在一个LinkedHashMap成员变量，值得注意的4个方法：构造方法、get、put、trimToSize

LRU(LeastRecentlyUsed)缓存算法便应运而生，LRU是最近最少使用的算法，它的核心思想是当缓存满时，会优先淘汰那些最近最少使用的缓存对象。采用LRU算法的缓存有两种：LrhCache和DisLruCache，分别用于实现内存缓存和硬盘缓存，其核心思想都是LRU缓存算法。

LRU原理

LruCache的核心思想很好理解，就是要维护一个缓存对象列表，其中对象列表的排列方式是按照访问顺序实现的，即一直没访问的对象，将放在队头，即将被淘汰。而最近访问的对象将放在队尾，最后被淘汰。（队尾添加元素，队头删除元素）

LruCache其实使用了LinkedHashMap双向链表结构，现在分析下LinkedHashMap使用方法。

1.构造方法：

publicLinkedHashMap(intinitialCapacity,
floatloadFactor,
booleanaccessOrder){
super(initialCapacity,loadFactor);
this.accessOrder=accessOrder;
}

当accessOrder为true时，这个集合的元素顺序就会是访问顺序，也就是访问了之后就会将这个元素放到集合的最后面。

例如：

LinkedHashMapmap=newLinkedHashMap<>(0,0.75f,true);
map.put(0,0);
map.put(1,1);
map.put(2,2);
map.put(3,3);
map.get(1);
map.get(2);

for(Map.Entryentry:map.entrySet()){
System.out.println(entry.getKey()+":"+entry.getValue());

}

输出结果：

0:0
3:3
1:1
2:2

下面我们在LruCache源码中具体看看，怎么应用LinkedHashMap来实现缓存的添加，获得和删除的：

/**
*@parammaxSizeforcachesthatdonotoverride{@link#sizeOf},thisis
*themaximumnumberofentriesinthecache.Forallothercaches,
*thisisthemaximumsumofthesizesoftheentriesinthiscache.
*/
publicLruCache(intmaxSize){
if(maxSize<=0){
thrownewIllegalArgumentException("maxSize<=0");
}
this.maxSize=maxSize;
this.map=newLinkedHashMap(0,0.75f,true);//accessOrder被设置为true
}

从LruCache的构造函数中可以看到正是用了LinkedHashMap的访问顺序。

2.put()方法

/**
*Caches{@codevalue}for{@codekey}.Thevalueismovedtotheheadof
*thequeue.
*
*@returnthepreviousvaluemappedby{@codekey}.
*/
publicfinalVput(Kkey,Vvalue){
if(key==null||value==null){//判空，不可为空
thrownewNullPointerException("key==null||value==null");
}

Vprevious;
synchronized(this){
putCount++;//插入缓存对象加1
size+=safeSizeOf(key,value);//增加已有缓存的大小
previous=map.put(key,value);//向map中加入缓存对象
if(previous!=null){//如果已有缓存对象，则缓存大小恢复到之前
size-=safeSizeOf(key,previous);
}
}

if(previous!=null){//entryRemoved()是个空方法，可以自行实现
entryRemoved(false,key,previous,value);
}

trimToSize(maxSize);//调整缓存大小(关键方法)
returnprevious;
}

可以看到put()方法重要的就是在添加过缓存对象后，调用trimToSize()方法来保证内存不超过maxSize

3.trimToSize方法

再看一下trimToSize()方法：

/**
*Removetheeldestentriesuntilthetotalofremainingentriesisator
*belowtherequestedsize.
*
*@parammaxSizethemaximumsizeofthecachebeforereturning.Maybe-1
*toevicteven0-sizedelements.
*/
publicvoidtrimToSize(intmaxSize){
while(true){//死循环
Kkey;
Vvalue;
synchronized(this){
//如果map为空并且缓存size不等于0或者缓存size小于0，抛出异常
if(size<0||(map.isEmpty()&&size!=0)){
thrownewIllegalStateException(getClass().getName()
+".sizeOf()isreportinginconsistentresults!");
}
//如果缓存大小size小于最大缓存，或者map为空，不需要再删除缓存对象，跳出循环
if(size<=maxSize){
break;
}
//取出map中最老的映射
Map.EntrytoEvict=map.eldest();
if(toEvict==null){
break;
}

key=toEvict.getKey();
value=toEvict.getValue();
map.remove(key);
size-=safeSizeOf(key,value);
evictionCount++;
}

entryRemoved(true,key,value,null);
}
}

trimToSize()方法不断地删除LinkedHashMap中队头的元素，即近期最少访问的，直到缓存大小小于最大值。

4.get方法

当调用LruCache的get()方法获取集合中的缓存对象时，就代表访问了一次该元素，将会更新队列，保持整个队列是按照访问顺序排序。这个更新过程就是在LinkedHashMap中的get()方法中完成的。

接着看LruCache的get()方法

/**
*Returnsthevaluefor{@codekey}ifitexistsinthecacheorcanbe
*createdby{@code#create}.Ifavaluewasreturned,itismovedtothe
*headofthequeue.Thisreturnsnullifavalueisnotcachedandcannot
*becreated.
*/
publicfinalVget(Kkey){
if(key==null){//key不能为空
thrownewNullPointerException("key==null");
}

VmapValue;
synchronized(this){
/获取对应的缓存对象
mapValue=map.get(key);
if(mapValue!=null){
hitCount++;
returnmapValue;
}
missCount++;
}

看到LruCache的get方法实际是调用了LinkedHashMap的get方法：

publicVget(Objectkey){
LinkedHashMapEntrye=(LinkedHashMapEntry)getEntry(key);
if(e==null)
returnnull;
e.recordAccess(this);//实现排序的关键
returne.value;
}

再接着看LinkedHashMapEntry的recordAccess方法：

/**
*Thismethodisinvokedbythesuperclasswheneverthevalue
*ofapre-existingentryisreadbyMap.getormodifiedbyMap.set.
*IftheenclosingMapisaccess-ordered,itmovestheentry
*totheendofthelist;otherwise,itdoesnothing.
*/
voidrecordAccess(HashMapm){
LinkedHashMaplm=(LinkedHashMap)m;
if(lm.accessOrder){//判断是否是访问顺序
lm.modCount++;
remove();//删除此元素
addBefore(lm.header);//将此元素移到队尾
}
}

recordAccess方法的作用是如果accessOrder为true，把已存在的entry在调用get读取或者set编辑后移到队尾，否则不做任何操作。

也就是说：这个方法的作用就是将刚访问过的元素放到集合的最后一位

总结：

LruCache的核心原理就是对LinkedHashMap对象的有效利用。在构造方法中设置maxSize并将accessOrder设为true，执行get后会将访问元素放到队列尾，put操作后则会调用trimToSize维护LinkedHashMap的大小不大于maxSize。

以上所述是小编给大家介绍的Android缓存机制LruCache详解整合，希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对毛票票网站的支持！

Android缓存机制——LruCache的详解

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