深入理解Java中的LRU缓存（手把手教你用LinkedHashMap实现高效缓存机制）

为什么选择Java实现LRU缓存？

Java 提供了强大的集合框架，其中 LinkedHashMap 类天然支持按访问顺序排序，非常适合用来实现 Java LRU缓存实现。通过重写其 removeEldestEntry() 方法，我们可以轻松控制缓存容量并自动淘汰旧数据。

使用LinkedHashMap实现LRU缓存

下面是一个完整的、线程不安全但结构清晰的LRU缓存实现：

import java.util.LinkedHashMap;import java.util.Map;public class LRUCache<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> {    private final int capacity;    public LRUCache(int capacity) {        // accessOrder设为true表示按访问顺序排序        super(capacity, 0.75f, true);        this.capacity = capacity;    }    @Override    protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) {        // 当size超过容量时，返回true以触发删除最老条目        return size() > capacity;    }    public static void main(String[] args) {        LRUCache<Integer, String> cache = new LRUCache<>(3);        cache.put(1, "A");        cache.put(2, "B");        cache.put(3, "C");        System.out.println("初始缓存: " + cache); // {1=A, 2=B, 3=C}        cache.get(2); // 访问B，使其变为最近使用        cache.put(4, "D"); // 插入D，应淘汰1（A）        System.out.println("插入D后: " + cache); // {3=C, 2=B, 4=D}    }}  

代码详解

• 构造函数：调用父类 LinkedHashMap 的构造方法，第三个参数 accessOrder=true 是关键，它使Map按访问顺序而非插入顺序排列。
• removeEldestEntry：每当有新元素加入后，该方法被调用。如果当前大小超过设定容量，就返回 true，触发自动删除最老（即最久未访问）的条目。
• 泛型支持：使用 <K, V> 使得缓存可适用于任意键值类型，提升复用性。

关于线程安全

上述实现不是线程安全的。在多线程环境中，建议使用 Collections.synchronizedMap() 包装，或改用 ConcurrentHashMap 配合手动维护访问顺序（实现更复杂）。但在大多数单线程或受控并发场景下，此实现已足够高效。

应用场景

LRU缓存广泛应用于：

• Web服务器的静态资源缓存
• 数据库查询结果缓存
• 移动端图片加载缓存
• API限流与会话管理

总结

通过本教程，你已经掌握了如何用Java实现一个高效的LRU缓存。借助 LinkedHashMap 的内置特性，我们无需从零构建双向链表，大大简化了开发。这种实现方式简洁、高效，是学习 LRU缓存算法 和 Java缓存机制 的绝佳入门案例。

记住，理解缓存淘汰策略不仅有助于面试，更能帮助你在实际项目中设计出高性能系统。希望这篇教程能为你打下坚实基础！

关键词回顾：Java LRU缓存实现、LRU缓存算法、Java缓存机制、LinkedHashMap实现LRU。