缓存淘汰算法 FIFO，LFU，LRU

缓存淘汰算法 FIFO，LFU，LRU

FIFO，LFU，LRU 是常见的缓存淘汰算法，又称页面置换算法。

FIFO

FIFO 全称 First In, First Out，即先进先出，符合队列特性，数据结构上使用队列 Queue 实现。

1. 新访问的数据插入队列尾部
2. 淘汰队列头部数据

LFU

LFU 全称 Least Frequently Used，基于数据访问频率（次数），数据结构上使用队列 Queue 实现。

核心思想：如果一个数据在最近一段时间内访问次数很少，则在将来一段时间内被访问的可能性也很小。

缓存的每个数据都有引用计数，所有数据按照引用计数排序，具有相同引用计数的数据按照时间排序。

1. 新访问的数据插入队列尾部，引用计数为 1
2. 缓存中的数据每次被访问（缓存命中）时，引用计数都会加 1，然后队列根据引用计数重新排列，引用计数越大的数据越靠近队列头部，具有相同引用计数的数据按照时间排序
3. 淘汰队列尾部数据

LRU

LRU 全称 Least Recently Used，基于数据访问历史记录，数据结构上使用链表 LinkedList 实现。

核心思想：如果一个数据在最近一段时间内没被访问，则在将来一段时间内被访问的可能性也很小。

1. 新访问的数据插入链表头部
2. 缓存中的数据每次被访问（缓存命中）时都会被移动到链表头部
3. 淘汰链表尾部数据

LFU 和 LRU 对比

• LFU 效率优于 LRU，能够避免周期性或偶发性操作导致缓存命中率下降的问题
• LFU 需要维护一个队列记录所有数据的访问记录，每个数据都要维护引用计数，内存消耗和性能消耗都较高
• LFU 实现比 LRU 复杂