Java实现FIFO缓存策略实战

news2025/2/17 7:25:23

  • 实现FIFO模型选择
  • FIFO模型实现过程
  • FIFO模型完整代码
  • 下面看一下先进先出的示例过程
  • 总结

FIFO(First In First Out,先进先出)策略是一种基本的数据处理和存储管理方法,在Java中,这种策略通常用于管理那些需要按照顺序处理的数据项,比如任务的队列、数据的传输缓冲区等。在Java中,java.util.Queue 接口以及实现了这个接口的类,比如 LinkedList 和 PriorityQueue,都可以用来实现FIFO队列。
它可以用来处理以下几个场景:

  1. 任务调度:在多线程环境中,任务调度器可以使用FIFO队列来确保任务按照添加的顺序被执行。
  2. 缓冲区管理:网络通信中,发送和接收数据通常使用FIFO队列来保证数据包的顺序。
  3. 打印队列:打印任务通常按照提交顺序进行处理。
  4. 数据库查询结果处理:数据库查询的结果集可能会按照某种顺序(如插入顺序)进行处理。

实现FIFO模型选择

要实现先进先出的模型特点要求插入和删除效率比较高,对于查找效率并不需要太高要求,因为FIFO是按顺序输出不需要从中间找出相应数据。因此在Java中,我们可以使用 java.util.LinkedList 类来实现FIFO队列。它具有双向链表的功能、非线程安全、基于链表实现的,因此插入删除效率高,查找效率低(虽然有一个加速动作)、实现了栈和队列的操作方法,因此也可以作为栈、队列和双端队列来使用、基于链表实现因此不存在容量不足的问题,这些特性正是该模型最优选择。

FIFO模型实现过程

下面我们通过一个简单的示例阐述FIFO模型实现过程:

  1. STEP 1 定义一个队列进行入队操作
    private final Queue<QueueElement<Element>> queue = new ConcurrentLinkedQueue<>();
    
    public void enqueue(Element element, ElementAddedListener<Element> listener) {
         
        //将元素包装成QueueElement对象
        QueueElement<Element> queueElement = new QueueElement<>(element);
        //记住队尾元素,方便后面更新最后一个元素
        this.lastElement = queueElement;
        //将准备好的元素添加到队列中
        queue.add(queueElement);
        //设置入队事件监听
        if (listener != null) {
         
            listener.onElementAdded(queueElement);
        }
    }
    
  2. STEP 2 实现元素出队逻辑
    public Element dequeue(ElementRemovedListener<Element> listener) {
         
        //取出队首元素并从队列中移除,如果不存在则返回空
        QueueElement<Element> queueElement = queue.poll();
        if (queueElement != null) {
         
            //这里判断当前元素如果跟队尾同一个元素,则置为空避免内存泄漏
            if (lastElement != null && queueElement.hashCode() == lastElement.hashCode()) {
         
                lastElement = null;
            }
            //设置出队事件监听
            if (listener != null) {
         
                listener.onElementRemoved(queueElement)

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