Python实现的一个简单LRU cache

 更新时间:2014年09月26日 12:03:05   投稿:junjie  
这篇文章主要介绍了Python实现的一个简单LRU cache,本文根据实际需求总结而来,需要的朋友可以参考下

起因:我的同事需要一个固定大小的cache,如果记录在cache中,直接从cache中读取,否则从数据库中读取。python的dict 是一个非常简单的cache,但是由于数据量很大,内存很可能增长的过大,因此需要限定记录数,并用LRU算法丢弃旧记录。key 是整型,value是10KB左右的python对象

分析:

1)可以想到,在对于cache,我们需要维护 key -> value 的关系

2)而为了实现LRU,我们又需要一个基于时间的优先级队列,来维护   timestamp  -> (key, value) 的关系

3)当cache 中的记录数达到一个上界maxsize时,需要将timestamp 最小的(key,value) 出队列

4) 当一个(key, value) 被命中时,实际上我们需要将它从队列中,移除并插入到队列的尾部。

从分析可以看出我们的cache 要达到性能最优需要满足上面的四项功能,对于队表的快速移除和插入,链表显然是最优的选择,为了快速移除,最好使用双向链表,为了插入尾部,需要有指向尾部的指针。

下面用python 来实现:

复制代码 代码如下:

#encoding=utf-8

class LRUCache(object):
    def __init__(self, maxsize):
        # cache 的最大记录数
        self.maxsize = maxsize
        # 用于真实的存储数据
        self.inner_dd = {}
        # 链表-头指针
        self.head = None
        # 链表-尾指针
        self.tail = None

    def set(self, key, value):
        # 达到指定大小     
        if len(self.inner_dd) >= self.maxsize:
            self.remove_head_node()

        node = Node()
        node.data = (key, value)
        self.insert_to_tail(node)
        self.inner_dd[key] = node

    def insert_to_tail(self, node):
        if self.tail is None:
            self.tail = node
            self.head = node
        else:
            self.tail.next = node
            node.pre = self.tail
            self.tail = node

    def remove_head_node(self):
        node = self.head
        del self.inner_dd[node.data[0]]
        node = None
        self.head = self.head.next
        self.head.pre = None
    def get(self, key):
        if key in self.inner_dd:
            # 如果命中, 需要将对应的节点移动到队列的尾部
            node = self.inner_dd.get(key)
            self.move_to_tail(node)
            return node.data[1]
        return None

    def move_to_tail(self, node):
        # 只需处理在队列头部和中间的情况
        if not (node == self.tail):
            if node == self.head:
                self.head = node.next
                self.head.pre = None
                self.tail.next = node
                node.pre = self.tail
                node.next = None
                self.tail = node
            else:
                pre_node = node.pre
                next_node = node.next
                pre_node.next = next_node
                next_node.pre = pre_node

                self.tail.next = node
                node.pre = self.tail
                node.next = None
                self.tail = node

class Node(object):
    def __init__(self):
        self.pre = None
        self.next = None
        # (key, value)
        self.data = None

    def __eq__(self, other):
        if self.data[0] == other.data[0]:
            return True
        return False
    def __str__(self):
       return str(self.data)

if __name__ == '__main__':
    cache = LRUCache(10)
    for i in xrange(1000):
        cache.set(i, i+1)
        cache.get(2)
    for key in cache.inner_dd:
        print key, cache.inner_dd[key]

您可能感兴趣的文章:

相关文章

  • python提取word文件中的所有图片

    python提取word文件中的所有图片

    办公中,偶尔会碰到一种情况,需要提取word文档中的图片,决定写这样一款工具自动提取图片,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2021-05-05
  • 使用Python制作自动推送微信消息提醒的备忘录功能

    使用Python制作自动推送微信消息提醒的备忘录功能

    这篇文章主要介绍了使用Python制作自动推送微信消息提醒的备忘录功能,本文给大家介绍的非常详细,具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友参考下吧
    2018-09-09
  • python解析发往本机的数据包示例 (解析数据包)

    python解析发往本机的数据包示例 (解析数据包)

    这篇文章主要介绍了使用python解析获取发往本机的数据包,并打印出来, 大家参考使用吧
    2014-01-01
  • 在python中的socket模块使用代理实例

    在python中的socket模块使用代理实例

    这篇文章主要介绍了在python中的socket模块使用代理实例,调用socks.setdefaultproxy即可实现,需要的朋友可以参考下
    2014-05-05
  • python redis 批量设置过期key过程解析

    python redis 批量设置过期key过程解析

    这篇文章主要介绍了python redis 批量设置过期key过程解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
    2019-11-11
  • Python上下文管理器实现方法总结

    Python上下文管理器实现方法总结

    在本篇文章里小编给大家整理的是关于Python上下文管理器实现方法总结内容,有兴趣的朋友们可以学习参考下。
    2021-07-07
  • Python3实现汉语转换为汉语拼音

    Python3实现汉语转换为汉语拼音

    这篇文章主要为大家详细介绍了Python3实现汉语转换为汉语拼音,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2019-07-07
  • Pycharm配置远程SSH服务器实现(切换不同虚拟环境)

    Pycharm配置远程SSH服务器实现(切换不同虚拟环境)

    本文主要介绍了Pycharm配置远程SSH服务器实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2023-02-02
  • Python实现一键自动分类管理文件

    Python实现一键自动分类管理文件

    经常杂乱无章的文件夹会让我们找不到所想要的文件,所以本文小编特意为大家介绍了如何制作一个可视化GUI界面,通过输入路径一键点击实现文件分门别类的归档,希望对大家有所帮助<BR>
    2024-01-01
  • 使用Python绘制可爱的招财猫

    使用Python绘制可爱的招财猫

    招财猫,也被称为“幸运猫”,是一种象征财富和好运的吉祥物,经常出现在亚洲文化的商店、餐厅和家庭中,今天,我将带你用 Python 和 matplotlib 库从零开始绘制一只可爱的卡通招财猫,感兴趣的小伙伴跟着小编一起来看看吧
    2025-01-01

最新评论