FIFO、LRU、LFU的含义和原理

 

含义： 

FIFO：First In First Out，先进先出
LRU：Least Recently Used，最近最少使用

LFU：Least Frequently Used，最不常常使用

以上三者都是缓存过时策略。

 

原理和实现： 

 

1、FIFO按照“先进先出（First In，First Out）”的原理淘汰数据，正好符合队列的特性，数据结构上使用队列Queue来实现。

以下图：

1. 新访问的数据插入FIFO队列尾部，数据在FIFO队列中顺序移动；

2. 淘汰FIFO队列头部的数据；

 

2、LRU（Least recently used，最近最少使用）算法根据数据的历史访问记录来进行淘汰数据，其核心思想是“若是数据最近被访问过，那么未来被访问的概率也更高”。

最多见的实现是使用一个链表保存缓存数据，详细算法实现以下：

1. 新数据插入到链表头部；

2. 每当缓存命中（即缓存数据被访问），则将数据移到链表头部；

3. 当链表满的时候，将链表尾部的数据丢弃。

 

3、LFU（Least Frequently Used）算法根据数据的历史访问频率来淘汰数据，其核心思想是“若是数据过去被访问屡次，那么未来被访问的频率也更高”。

LFU的每一个数据块都有一个引用计数，全部数据块按照引用计数排序，具备相同引用计数的数据块则按照时间排序。

具体实现以下：

 

1. 新加入数据插入到队列尾部（由于引用计数为1）；

2. 队列中的数据被访问后，引用计数增长，队列从新排序；

3. 当须要淘汰数据时，将已经排序的列表最后的数据块删除。