LRU K和2Q快取演算法介紹

一、lru-k演算法

1、演算法思想

lru-k中的k代表最近使用的次數，因此lru可以認為是lru-1。lru-k的主要目的是為了解決lru演算法「快取汙染」的問題，其核心思想是將「最近使用過1次」的判斷標準擴充套件為「最近使用過k次」。

2、工作原理

相比lru，lru-k需要多維護乙個佇列，用於記錄所有快取資料被訪問的歷史。只有當資料的訪問次數達到k次的時候，才將資料放入快取。當需要淘汰資料時，lru-k會淘汰第k次訪問時間距當前時間最大的資料。詳細實現如下

(1). 資料第一次被訪問，加入到訪問歷史列表；

(2). 如果資料在訪問歷史列表裡後沒有達到k次訪問，則按照一定規則（fifo，lru）淘汰；

(3). 當訪問歷史佇列中的資料訪問次數達到k次後，將資料索引從歷史佇列刪除，將資料移到快取佇列中，並快取此資料，快取佇列重新按照時間排序；

(4). 快取資料佇列中被再次訪問後，重新排序；

(5). 需要淘汰資料時，淘汰快取佇列中排在末尾的資料，即：淘汰「倒數第k次訪問離現在最久」的資料。

lru-k具有lru的優點，同時能夠避免lru的缺點，實際應用中lru-2是綜合各種因素後最優的選擇，lru-3或者更大的k值命中率會高，但適應性差，需要大量的資料訪問才能將歷史訪問記錄清除掉。

二、two queues（2q）

1、演算法思想

該演算法類似於lru-2，不同點在於2q將lru-2演算法中的訪問歷史佇列（注意這不是快取資料的）改為乙個fifo快取佇列，即：2q演算法有兩個快取佇列，乙個是fifo佇列，乙個是lru佇列。

2、工作原理

當資料第一次訪問時，2q演算法將資料快取在fifo佇列裡面，當資料第二次被訪問時，則將資料從fifo佇列移到lru佇列裡面，兩個佇列各自按照自己的方法淘汰資料。詳細實現如下：

(1). 新訪問的資料插入到fifo佇列；

(2). 如果資料在fifo佇列中一直沒有被再次訪問，則最終按照fifo規則淘汰；

(3). 如果資料在fifo佇列中被再次訪問，則將資料移到lru佇列頭部；

(4). 如果資料在lru佇列再次被訪問，則將資料移到lru佇列頭部；

(5). lru佇列淘汰末尾的資料。