一、基本概念：

1、什麼是快取？

快取是一種提高資料讀取效能的技術，在硬體設計、軟體開發中都有著非廣泛的應用，比如常見的CPU快取、資料庫快取、瀏覽器快取等等。   2、為什麼使用快取？即快取的特點
快取的大小是有限的，當快取被用滿時，哪些資料應該被清理出去，哪些資料應該被保留？就需要用到快取淘汰策略。   3、 什麼是快取淘汰策略？ 指的是當快取被用滿時清理資料的優先順序。
  4、有哪些快取淘汰策略？
常見的3種包括先進先出策略FIFO（First In，First Out）、最少使用策略LFU（Least Frenquently Used）、最近最少使用策略LRU（Least Recently Used）。

 

二、實現LRU快取淘汰策略

1、連結串列實現LRU快取淘汰策略
 

我的思路是這樣的：我們維護一個有序單鏈表，越靠近連結串列尾部的結點是越早之前訪問的。當有一個新的資料被訪問時，我們從連結串列頭開始順序遍歷連結串列。
1） 如果此資料之前已經被快取在連結串列中了，我們遍歷得到這個資料對應的結點，並將其從原來的位置刪除，然後再插入到連結串列的頭部。

2）如果此資料沒有在快取連結串列中，又可以分為兩種情況：

• 如果此時快取未滿，則將此結點直接插入到連結串列的頭部；
• 如果此時快取已滿，則連結串列尾結點刪除，將新的資料結點插入連結串列的頭部。

這樣我們就用連結串列實現了一個 LRU 快取，是不是很簡單？

現在我們來看下 m 快取訪問的時間複雜度是多少。因為不管快取有沒有滿，我們都需要遍歷一遍連結串列，所以這種基於連結串列的實現思路，快取訪問的時間複雜度為 O(n)。

實際上，我們可以繼續優化這個實現思路，比如引入（Hash table）來記錄每個資料的位置，將快取訪問的時間複雜度降到 O(1)。

 

 

2、陣列實現LRU快取淘汰策略
方式一：首位置儲存最新訪問資料，末尾位置優先清理
當訪問的資料未存在於快取的陣列中時，直接將資料插入陣列第一個元素位置，此時陣列所有元素需要向後移動1個位置，時間複雜度為O(n)；當訪問的資料存在於快取的陣列中時，查詢到資料並將其插入陣列的第一個位置，此時亦需移動陣列元素，時間複雜度為O(n)。快取用滿時，則清理掉末尾的資料，時間複雜度為O(1)。

  方式二：首位置優先清理，末尾位置儲存最新訪問資料
當訪問的資料未存在於快取的陣列中時，直接將資料新增進陣列作為當前最有一個元素時間複雜度為O(1)；當訪問的資料存在於快取的陣列中時，查詢到資料並將其插入當前陣列最後一個元素的位置，此時亦需移動陣列元素，時間複雜度為O(n)。快取用滿時，則清理掉陣列首位置的元素，且剩餘陣列元素需整體前移一位，時間複雜度為O(n)。（優化：清理的時候可以考慮一次性清理一定數量，從而降低清理次數，提高效能。）