Android 缓存机制LruCache

LruCache的核心原理就是对LinkedHashMap的有效利用，它的内部存在一个LinkedHashMap成员变量，值得注意的4个方法：构造方法、get、put、trimToSize

LRU(Least Recently Used)缓存算法便应运而生，LRU是最近最少使用的算法，它的核心思想是当缓存满时，会优先淘汰那些最近最少使用的缓存对象。采用LRU算法的缓存有两种：LrhCache和DisLruCache，分别用于实现内存缓存和硬盘缓存，其核心思想都是LRU缓存算法。

原理

LruCache的核心思想很好理解，就是要维护一个缓存对象列表，其中对象列表的排列方式是按照访问顺序实现的，即一直没访问的对象，将放在队头，即将被淘汰。而最近访问的对象将放在队尾，最后被淘汰。（队尾添加元素，队头删除元素）
LruCache 其实使用了 LinkedHashMap 双向链表结构。
LruCache的核心原理就是对LinkedHashMap 对象的有效利用。在构造方法中设置maxSize并将accessOrder设为true，执行get后会将访问元素放到队列尾，put操作后则会调用trimToSize维护LinkedHashMap的大小不大于maxSize。

核心方法

构造方法
从LruCache的构造函数中可以看到正是用了LinkedHashMap的访问顺序。

/**
  * @param maxSize for caches that do not override {@link #sizeOf}, this is
  *  the maximum number of entries in the cache. For all other caches,
  *  this is the maximum sum of the sizes of the entries in this cache.
  */
 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);//accessOrder被设置为true
 }

put()方法
可以看到put()方法重要的就是在添加过缓存对象后，调用 trimToSize()方法来保证内存不超过maxSize

/**
  * Caches {@code value} for {@code key}. The value is moved to the head of
  * the queue.
  *
  * @return the previous value mapped by {@code key}.
  */
 public final V put(K key, V value) {
    
    
  if (key == null || value == null) {
    
    //判空，不可为空
   throw new NullPointerException("key == null || value == null");
  }

  V previous;
  synchronized (this) {
    
    
   putCount++;//插入缓存对象加1
   size += safeSizeOf(key, value);//增加已有缓存的大小
   previous = map.put(key, value);//向map中加入缓存对象
   if (previous != null) {
    
    //如果已有缓存对象，则缓存大小恢复到之前
    size -= safeSizeOf(key, previous);
   }
  }

  if (previous != null) {
    
    //entryRemoved()是个空方法，可以自行实现
   entryRemoved(false, key, previous, value);
  }

  trimToSize(maxSize);//调整缓存大小(关键方法)
  return previous;
 }

trimToSize方法
trimToSize()方法不断地删除LinkedHashMap中队头的元素，即近期最少访问的，直到缓存大小小于最大值。

/**
  * Remove the eldest entries until the total of remaining entries is at or
  * below the requested size.
  *
  * @param maxSize the maximum size of the cache before returning. May be -1
  *   to evict even 0-sized elements.
  */
 public void trimToSize(int maxSize) {
    
    
  while (true) {
    
    //死循环
   K key;
   V value;
   synchronized (this) {
    
    
　　　　　　　　 //如果map为空并且缓存size不等于0或者缓存size小于0，抛出异常
    if (size < 0 || (map.isEmpty() && size != 0)) {
    
    
     throw new IllegalStateException(getClass().getName()
       + ".sizeOf() is reporting inconsistent results!");
    }
　　　　　　　　　　//如果缓存大小size小于最大缓存，或者map为空，不需要再删除缓存对象，跳出循环
    if (size <= maxSize) {
    
    
     break;
    }
　　　　　　　　　　// 取出 map 中最老的映射
    Map.Entry<K, V> toEvict = map.eldest();
    if (toEvict == null) {
    
    
     break;
    }

    key = toEvict.getKey();
    value = toEvict.getValue();
    map.remove(key);
    size -= safeSizeOf(key, value);
    evictionCount++;
   }

   entryRemoved(true, key, value, null);
  }
 }

get方法
当调用LruCache的get()方法获取集合中的缓存对象时，就代表访问了一次该元素，将会更新队列，保持整个队列是按照访问顺序排序。这个更新过程就是在LinkedHashMap中的get()方法中完成的。

/**
 * Returns the value for {@code key} if it exists in the cache or can be
 * created by {@code #create}. If a value was returned, it is moved to the
 * head of the queue. This returns null if a value is not cached and cannot
 * be created.
 */
public final V get(K key) {
    
    
 if (key == null) {
    
    //key不能为空
  throw new NullPointerException("key == null");
 }

 V mapValue;
 synchronized (this) {
    
    
  mapValue = map.get(key);//获取对应的缓存对象 
  if (mapValue != null) {
    
    
   hitCount++;
   return mapValue;
  }
  missCount++;
 }

使用示例

//1.初始化
//①设置LruCache缓存的大小，一般为当前进程可用容量的1/8。
//②重写sizeOf方法，计算出要缓存的每张图片的大小。
int maxSize=(int)Runtime.getRuntime().maxMemory()/8; //为总内存的1/8
LruCache<String,Bitmap> cache=new LruCache<String,Bitmap>(maxSize)
{
    
    
@Override
protected int sizeOf(String key, Bitmap value) {
    
    
return value.getByteCount();
}
}

//2.放入缓存
cache.put(key:String, value:Bitmap)

//3.取出缓存
cache.get(key:String)