目錄

1. 簡介

下面，將詳細介紹 LrhCache算法

2. LruCache算法

3. 實現原理

• LrhCache算法的算法核心 = LRU 算法 + LinkedHashMap數據結構
• 下面，我將先介紹LRU 算法 和 LinkedHashMap數據結構，最后再介紹LrhCache算法

3.1 LRU 算法

• 定義：Least Recently Used，即 近期最少使用算法
• 算法原理：當緩存滿時，優先淘汰 近期最少使用的緩存對象
  

  采用 LRU 算法的緩存類型：內存緩存（LrhCache） 、 硬盤緩存（DisLruCache）

3.2 LinkedHashMap 介紹

• 數據結構 = 數組 +單鏈表 + 雙向鏈表
• 其中，雙向鏈表 實現了 存儲順序 = 訪問順序 / 插入順序
  
• 使得LinkedHashMap 中的<key,value>對 按照一定順序進行排列
• 通過 構造函數 指定LinkedHashMap中雙向鏈表的結構是訪問順序 or 插入順序

/** * LinkedHashMap 構造函數* 參數accessOrder = true時，存儲順序（遍歷順序） = 外部訪問順序；為false時，存儲順序（遍歷順序） = 插入順序**/ public LinkedHashMap(int initialCapacity,float loadFactor,boolean accessOrder) {super(initialCapacity, loadFactor);this.accessOrder = accessOrder;}復制代碼

• 實例演示

當 accessOrder 參數設置為true時，存儲順序（遍歷順序） = 外部訪問順序

/** * 實例演示**/ // 1. accessOrder參數設置為true時LinkedHashMap<Integer, Integer> map = new LinkedHashMap<>(0, 0.75f, true);// 2. 插入數據map.put(0, 0);map.put(1, 1);map.put(2, 2);map.put(3, 3);map.put(4, 4);map.put(5, 5);map.put(6, 6);// 3. 訪問數據map.get(1);map.get(2);// 遍歷獲取LinkedHashMap內的數據for (Map.Entry<Integer, Integer> entry : map.entrySet()) {System.out.println(entry.getKey() + ":" + entry.getValue());}/** * 測試結果**/ 0:03:34:45:56:61:12:2// 即實現了 最近訪問的對象 作為 最后輸出 // 該邏輯 = LrhCache緩存算法思想 // 可見LruCache的實現是利用了LinkedHashMap數據結構的實現原理 // 請看LruCache的構造方法public LruCache(int maxSize) {if (maxSize <= 0) {throw new IllegalArgumentException("maxSize <= 0");}this.maxSize = maxSize;this.map = new LinkedHashMap<K, V>(0, 0.75f, true);// 創建LinkedHashMap時傳入true。即采用了存儲順序 = 外界訪問順序 = 最近訪問的對象 作為 最后輸出}復制代碼

3.3 LrhCache 算法原理

• 示意圖

4. 使用流程

/** * 使用流程（以加載圖片為例）**/ private LruCache<String, Bitmap> mMemoryCache; // 1. 獲得虛擬機能提供的最大內存// 注：超過該大小會拋出OutOfMemory的異常 final int maxMemory = (int) (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024); // 2. 設置LruCache緩存的大小 = 一般為當前進程可用容量的1/8// 注：單位 = Kb// 設置準則// a. 還剩余多少內存給你的activity或應用使用// b. 屏幕上需要一次性顯示多少張圖片和多少圖片在等待顯示// c. 手機的大小和密度是多少（密度越高的設備需要越大的 緩存）// d. 圖片的尺寸（決定了所占用的內存大小）// e. 圖片的訪問頻率（頻率高的在內存中一直保存）// f. 保存圖片的質量（不同像素的在不同情況下顯示）final int cacheSize = maxMemory / 8; // 3. 重寫sizeOf方法：計算緩存對象的大小（此處的緩存對象 = 圖片）mMemoryCache = new LruCache<String, Bitmap>(cacheSize) { @Override protected int sizeOf(String key, Bitmap bitmap) { return bitmap.getByteCount() / 1024; // 此處返回的是緩存對象的緩存大小（單位 = Kb） ，而不是item的個數// 注：緩存的總容量和每個緩存對象的大小所用單位要一致// 此處除1024是為了讓緩存對象的大小單位 = Kb} }; // 4. 將需緩存的圖片 加入到緩存mMemoryCache.put(key, bitmap); // 5. 當 ImageView 加載圖片時，會先在LruCache中看有沒有緩存該圖片：若有，則直接獲取mMemoryCache.get(key); 復制代碼

5. 實例講解

• 本實例以緩存圖片為實例講解
• 具體代碼

請看注釋
MainActivity.java

public class MainActivity extends AppCompatActivity {public static final String TAG = "carsonTest：";private LruCache<String, Bitmap> mMemoryCache;private ImageView mImageView;private Button button;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);// 1. 獲得虛擬機能提供的最大內存// 注：超過該大小會拋出OutOfMemory的異常final int maxMemory = (int) (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024);// 2. 設置LruCache緩存的大小 = 一般為當前進程可用容量的1/8// 注：單位 = Kbfinal int cacheSize = maxMemory / 8;// 3. 重寫sizeOf方法：計算緩存對象的大小（此處的緩存對象 = 圖片）mMemoryCache = new LruCache<String, Bitmap>(cacheSize) {@Overrideprotected int sizeOf(String key, Bitmap bitmap) {return bitmap.getByteCount() / 1024;// 此處返回的是緩存對象的緩存大小（單位 = Kb） ，而不是item的個數// 注：緩存的總容量和每個緩存對象的大小所用單位要一致// 此處除1024是為了讓緩存對象的大小單位 = Kb}};// 4. 點擊按鈕，則加載圖片mImageView = (ImageView)findViewById(R.id.image);button = (Button)findViewById(R.id.btn);button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View view) {// 加載圖片 ->>分析1loadBitmap("test",mImageView);}});}/*** 分析1：加載圖片* 加載前，先從內存緩存中讀取；若無，則再從數據源中讀取**/public void loadBitmap(String key, ImageView imageView) {// 讀取圖片前，先從內存緩存中讀取：即看內存緩存中是否緩存了該圖片// 1. 若有緩存，則直接從內存中加載Bitmap bitmap = mMemoryCache.get(key);if (bitmap != null) {mImageView.setImageBitmap(bitmap);Log.d(TAG, "從緩存中加載圖片 ");// 2. 若無緩存，則從數據源加載（此處選擇在本地加載） & 添加到緩存} else {Log.d(TAG, "從數據源（本地）中加載: ");// 2.1 從數據源加載mImageView.setImageResource(R.drawable.test1);// 2.1 添加到緩存// 注：在添加到緩存前，需先將資源文件構造成1個BitMap對象（含設置大小）Resources res = getResources();Bitmap bm = BitmapFactory.decodeResource(res, R.drawable.test1);// 獲得圖片的寬高int width = bm.getWidth();int height = bm.getHeight();// 設置想要的大小int newWidth = 80;int newHeight = 80;// 計算縮放比例float scaleWidth = ((float) newWidth) / width;float scaleHeight = ((float) newHeight) / height;// 取得想要縮放的matrix參數Matrix matrix = new Matrix();matrix.postScale(scaleWidth, scaleHeight);// 構造成1個新的BitMap對象Bitmap bitmap_s = Bitmap.createBitmap(bm, 0, 0, width, height, matrix, true);// 添加到緩存if (mMemoryCache.get(key) == null) {mMemoryCache.put(key, bitmap_s);Log.d(TAG, "添加到緩存: " + (mMemoryCache.get(key)));}}}}復制代碼

activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"android:focusableInTouchMode="true"android:orientation="vertical"><ImageViewandroid:id="@+id/image"android:layout_width="200dp"android:layout_height="200dp"android:layout_gravity="center"/><Buttonandroid:id="@+id/btn"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:layout_margin="10dp"android:text="點擊加載"android:layout_gravity="center"/></LinearLayout>復制代碼

• 測試結果
  第1次點擊加載圖片時，由于無緩存則從本地加載
  第2次（以后）點擊加載圖片時，由于有緩存，所以直接從緩存中讀取
  

6. 源碼分析

此處主要分析 寫入緩存 & 獲取緩存 ，即put（）、 get（）

6.1 添加緩存：put()

• 源碼分析

/** * 使用函數（以加載圖片為例）**/ mMemoryCache.put（key，bitmap）；/** * 源碼分析**/ public final V put(K key, V value) {// 1. 判斷 key 與 value是否為空// 若二者之一味空，否則拋出異常if (key == null || value == null) {throw new NullPointerException("key == null || value == null");}V previous;synchronized (this) {// 2. 插入的緩存對象值加1putCount++; // 3. 增加已有緩存的大小size += safeSizeOf(key, value); // 4. 向map中加入緩存對象previous = map.put(key, value);// 5. 若已有緩存對象，則緩存大小恢復到之前if (previous != null) {size -= safeSizeOf(key, previous);}}// 6. 資源回收（移除舊緩存時會被調用）// entryRemoved()是個空方法，可自行實現if (previous != null) {entryRemoved(false, key, previous, value);}// 7. 添加緩存對象后，調用需判斷緩存是否已滿// 若滿了就刪除近期最少使用的對象-->分析2trimToSize(maxSize);return previous;}/** * 分析1：trimToSize(maxSize)* 原理：不斷刪除LinkedHashMap中隊尾的元素，即近期最少訪問的元素，直到緩存大小 < 最大值**/ public void trimToSize(int maxSize) {//死循環while (true) {K key;V value;synchronized (this) {// 判斷1：若 map為空 & 緩存size ≠ 0 或 緩存size < 0，則拋出異常if (size < 0 || (map.isEmpty() && size != 0)) {throw new IllegalStateException(getClass().getName()+ ".sizeOf() is reporting inconsistent results!");}// 判斷2：若緩存大小size < 最大緩存 或 map為空，則不需刪除緩存對象，跳出循環if (size <= maxSize || map.isEmpty()) {break;}// 開始刪除緩存對象// 使用迭代器獲取第1個對象，即隊尾的元素 = 近期最少訪問的元素Map.Entry<K, V> toEvict = map.entrySet().iterator().next();key = toEvict.getKey();value = toEvict.getValue();// 刪除該對象 & 更新緩存大小map.remove(key);size -= safeSizeOf(key, value);evictionCount++;}entryRemoved(true, key, value, null);}} 復制代碼

至此，關于添加緩存：put()的源碼分析完畢。

6.2 獲取緩存：get（）

• 作用：獲取緩存 & 更新隊列
  
• 當調用 get() 獲取緩存對象時，就代表訪問了1次該元素
• 訪問后將會更新隊列，使得整個隊列是按照 訪問順序 排列
• 示意圖如下
  

上述更新過程是在 get()中完成

• 源碼分析

/** * 使用函數（以加載圖片為例）**/ mMemoryCache.get（key）；/** * 源碼分析**/ public final V get(K key) {// 1. 判斷輸入的合法性：若key為空，則拋出異常if (key == null) {throw new NullPointerException("key == null");}V mapValue;synchronized (this) {// 2. 獲取對應的緩存對象 & 將訪問的元素 更新到 隊列頭部->>分析3mapValue = map.get(key);if (mapValue != null) {hitCount++;return mapValue;}missCount++;}/** * 分析1：map.get(key)* 實際上是 LinkedHashMap.get() **/ public V get(Object key) {// 1. 獲取對應的緩存對象LinkedHashMapEntry<K,V> e = (LinkedHashMapEntry<K,V>)getEntry(key);if (e == null)return null;// 2. 將訪問的元素更新到隊列頭部 ->>分析4e.recordAccess(this);return e.value;} /** * 分析2：recordAccess（）**/ void recordAccess(HashMap<K,V> m) {LinkedHashMap<K,V> lm = (LinkedHashMap<K,V>)m;// 1. 判斷LinkedHashMap存儲順序是否按訪問排序排序：根據構造函數傳入的參數accessOrder判斷if (lm.accessOrder) {lm.modCount++;// 2. 刪除此元素remove();// 3. 將此元素移動到隊列的頭部addBefore(lm.header);}} 復制代碼

至此，關于獲取緩存：get()的源碼分析完畢。

7. 總結

本文全面講解了內存緩存的相關知識，含LrhCache算法、原理等，下面是部分總結

• 原理
  
• 示意圖
  
• 源碼流程
  

轉載于:https://juejin.im/post/5bfe02426fb9a049ec6ac4c6

總結

以上是生活随笔為你收集整理的转：LruCache算法的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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