我想实现一个简单的内存LRU缓存系统,我正在考虑一个基于IDictionary实现的解决方案,它可以处理散列LRU机制。来自java,我有使用LinkedHashMap
的经验,它可以满足我的需求:我找不到任何类似的.NET解决方案。
有人开发过它或有没有人有这样的经历?
这是我们为我们拥有的网站开发的一个非常简单的快速实现。
我们尽可能地改进代码但保持线程安全。我认为代码非常简单明了,但如果您需要一些解释或与如何使用相关的指南,请不要犹豫。
namespace LRUCache
{
public class LRUCache<K,V>
{
private int capacity;
private Dictionary<K, LinkedListNode<LRUCacheItem<K, V>>> cacheMap = new Dictionary<K, LinkedListNode<LRUCacheItem<K, V>>>();
private LinkedList<LRUCacheItem<K, V>> lruList = new LinkedList<LRUCacheItem<K, V>>();
public LRUCache(int capacity)
{
this.capacity = capacity;
}
[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]
public V get(K key)
{
LinkedListNode<LRUCacheItem<K, V>> node;
if (cacheMap.TryGetValue(key, out node))
{
V value = node.Value.value;
lruList.Remove(node);
lruList.AddLast(node);
return value;
}
return default(V);
}
[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]
public void add(K key, V val)
{
if (cacheMap.Count >= capacity)
{
RemoveFirst();
}
LRUCacheItem<K, V> cacheItem = new LRUCacheItem<K, V>(key, val);
LinkedListNode<LRUCacheItem<K, V>> node = new LinkedListNode<LRUCacheItem<K, V>>(cacheItem);
lruList.AddLast(node);
cacheMap.Add(key, node);
}
private void RemoveFirst()
{
// Remove from LRUPriority
LinkedListNode<LRUCacheItem<K,V>> node = lruList.First;
lruList.RemoveFirst();
// Remove from cache
cacheMap.Remove(node.Value.key);
}
}
class LRUCacheItem<K,V>
{
public LRUCacheItem(K k, V v)
{
key = k;
value = v;
}
public K key;
public V value;
}
}
发现你在google搜索时回答,也发现了这个:
http://code.google.com/p/csharp-lru-cache/
csharp-lru-cache:LRU缓存集合类库
这是一个集合类,它起到最近最少使用的缓存的作用。它实现了
ICollection<T>
,但也暴露了其他三个成员:
Capacity
,缓存可以包含的最大项目数。一旦集合处于容量状态,向缓存中添加新项将导致最近最少使用的项被丢弃。如果在构造时将容量设置为0,则缓存不会自动丢弃项目。Oldest
,该系列中最古老的(即最近最少使用的)物品。DiscardingOldestItem
,当缓存即将丢弃其最旧的项目时引发的事件。这是一个非常简单的实现。虽然它的Add和Remove方法是线程安全的,但它不应该用在繁重的多线程环境中,因为整个集合在这些方法中被锁定。
我最近发布了一个名为LurchTable的类,以满足对LinkedHashMap的C#变体的需求。关于LurchTable can be found here的简短讨论。
基本功能:
源代码:http://csharptest.net/browse/src/Library/Collections/LurchTable.cs
GitHub:https://github.com/csharptest/CSharpTest.Net.Collections
HTML帮助:http://help.csharptest.net/
PM>安装包装CSharpTest.Net.Collections
这需要Martin的代码与Mr T的建议,并使其Stylecop友好。哦,它还允许在循环超出缓存时处理值。
namespace LruCache
{
using System;
using System.Collections.Generic;
/// <summary>
/// A least-recently-used cache stored like a dictionary.
/// </summary>
/// <typeparam name="TKey">
/// The type of the key to the cached item
/// </typeparam>
/// <typeparam name="TValue">
/// The type of the cached item.
/// </typeparam>
/// <remarks>
/// Derived from https://stackoverflow.com/a/3719378/240845
/// </remarks>
public class LruCache<TKey, TValue>
{
private readonly Dictionary<TKey, LinkedListNode<LruCacheItem>> cacheMap =
new Dictionary<TKey, LinkedListNode<LruCacheItem>>();
private readonly LinkedList<LruCacheItem> lruList =
new LinkedList<LruCacheItem>();
private readonly Action<TValue> dispose;
/// <summary>
/// Initializes a new instance of the <see cref="LruCache{TKey, TValue}"/>
/// class.
/// </summary>
/// <param name="capacity">
/// Maximum number of elements to cache.
/// </param>
/// <param name="dispose">
/// When elements cycle out of the cache, disposes them. May be null.
/// </param>
public LruCache(int capacity, Action<TValue> dispose = null)
{
this.Capacity = capacity;
this.dispose = dispose;
}
/// <summary>
/// Gets the capacity of the cache.
/// </summary>
public int Capacity { get; }
/// <summary>Gets the value associated with the specified key.</summary>
/// <param name="key">
/// The key of the value to get.
/// </param>
/// <param name="value">
/// When this method returns, contains the value associated with the specified
/// key, if the key is found; otherwise, the default value for the type of the
/// <paramref name="value" /> parameter. This parameter is passed
/// uninitialized.
/// </param>
/// <returns>
/// true if the <see cref="T:System.Collections.Generic.Dictionary`2" />
/// contains an element with the specified key; otherwise, false.
/// </returns>
public bool TryGetValue(TKey key, out TValue value)
{
lock (this.cacheMap)
{
LinkedListNode<LruCacheItem> node;
if (this.cacheMap.TryGetValue(key, out node))
{
value = node.Value.Value;
this.lruList.Remove(node);
this.lruList.AddLast(node);
return true;
}
value = default(TValue);
return false;
}
}
/// <summary>
/// Looks for a value for the matching <paramref name="key"/>. If not found,
/// calls <paramref name="valueGenerator"/> to retrieve the value and add it to
/// the cache.
/// </summary>
/// <param name="key">
/// The key of the value to look up.
/// </param>
/// <param name="valueGenerator">
/// Generates a value if one isn't found.
/// </param>
/// <returns>
/// The requested value.
/// </returns>
public TValue Get(TKey key, Func<TValue> valueGenerator)
{
lock (this.cacheMap)
{
LinkedListNode<LruCacheItem> node;
TValue value;
if (this.cacheMap.TryGetValue(key, out node))
{
value = node.Value.Value;
this.lruList.Remove(node);
this.lruList.AddLast(node);
}
else
{
value = valueGenerator();
if (this.cacheMap.Count >= this.Capacity)
{
this.RemoveFirst();
}
LruCacheItem cacheItem = new LruCacheItem(key, value);
node = new LinkedListNode<LruCacheItem>(cacheItem);
this.lruList.AddLast(node);
this.cacheMap.Add(key, node);
}
return value;
}
}
/// <summary>
/// Adds the specified key and value to the dictionary.
/// </summary>
/// <param name="key">
/// The key of the element to add.
/// </param>
/// <param name="value">
/// The value of the element to add. The value can be null for reference types.
/// </param>
public void Add(TKey key, TValue value)
{
lock (this.cacheMap)
{
if (this.cacheMap.Count >= this.Capacity)
{
this.RemoveFirst();
}
LruCacheItem cacheItem = new LruCacheItem(key, value);
LinkedListNode<LruCacheItem> node =
new LinkedListNode<LruCacheItem>(cacheItem);
this.lruList.AddLast(node);
this.cacheMap.Add(key, node);
}
}
private void RemoveFirst()
{
// Remove from LRUPriority
LinkedListNode<LruCacheItem> node = this.lruList.First;
this.lruList.RemoveFirst();
// Remove from cache
this.cacheMap.Remove(node.Value.Key);
// dispose
this.dispose?.Invoke(node.Value.Value);
}
private class LruCacheItem
{
public LruCacheItem(TKey k, TValue v)
{
this.Key = k;
this.Value = v;
}
public TKey Key { get; }
public TValue Value { get; }
}
}
}
EntLib的Caching Application Block具有开箱即用的LRU清除选项,可以在内存中。对于你想要的东西,它可能有点重量级。
我不相信。我当然看到在各种不相关的项目中实施了多次手工轧制(这或多或少证实了这一点。如果有的话,肯定至少有一个项目会使用它)。
它实现起来非常简单,通常可以通过创建一个包含Dictionary
和List
的类来完成。
键进入列表(按顺序),项目进入字典。 当您向集合中添加新项时,该函数会检查列表的长度,拉出最后一个键(如果它太长),然后从字典中删除键和值以匹配。真的没那么多
我喜欢劳伦斯的实施。 Hashtable + LinkedList是一个很好的解决方案。关于线程,我不会锁定[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)],而是使用ReaderWriterLockSlim或自旋锁(因为争用通常很快)。在get函数中,我会检查它是否已经是第一个项目,而不是总是删除和添加。这使您可以保持读卡器锁定,而不会阻止其他读卡器。
如果它是一个asp.net应用程序,你可以使用缓存类[1],但你将与其他缓存的东西竞争空间,这可能是你想要或不可能的。
[1] http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.web.caching.cache.aspx