缓存淘汰算法LRU和LFU

缓存是一个计算机思维，对于重复的计算，缓存其结果，下次再算这个任务的时候，不去真正的计算，而是直接返回结果，能加快处理速度。当然有些会随时间改变的东西，缓存会失效，得重新计算。

比如缓存空间只有2个，要缓存的数据有很多，1，2，3，4，5，那么当缓存空间满了，需要淘汰一个缓存出去，其中淘汰算法有 LRU，LFU，FIFO，SC二次机会，老化算法，时钟工作集算法等等。

LRU ：最近最久未使用

LRU：The Least Recently Used
把数据加入链表中，按访问时间排序，发生淘汰的时候，把访问时间最旧的淘汰掉。

比如有数据 1，2，1，3，2
此时缓存中已有（1，2）
当3加入的时候，得把后面的2淘汰，变成（3，1）
缓存淘汰算法LRU和LFU
当存在热点数据时，LRU的效率很好，但偶发性的、周期性的批量操作会导致LRU命中率急剧下降，缓存污染情况比较严重。

查询复杂度：O(N)
命中的时候需要遍历链表才能命中

LFU，最近最少使用

LFU：Least Frequently Used
LFU也可以称为LRU-K
把数据加入到链表中，按频次排序，一个数据被访问过，把它的频次+1，发生淘汰的时候，把频次低的淘汰掉。
比如有数据 1，1，1，2，2，3
缓存中有（1(3次)，2(2次)）
当3加入的时候，得把后面的2淘汰，变成（1(3次)，3(1次)）
区别：LRU 是得把 1 淘汰。

缓存淘汰算法LRU和LFU
步骤：

数据第一次被访问，加入到访问历史列表；
如果数据在访问历史列表里后没有达到K次访问，则按照一定规则（FIFO，LRU）淘汰；
当访问历史队列中的数据访问次数达到K次后，将数据索引从历史队列删除，将数据移到缓存队列中，并缓存此数据，缓存队列重新按照时间排序；
缓存数据队列中被再次访问后，重新排序；
需要淘汰数据时，淘汰缓存队列中排在末尾的数据，即：淘汰“倒数第K次访问离现在最久”的数据。

坏处：
LRU对于循环出现的数据，缓存命中不高
比如，这样的数据，1，1，1，2，2，2，3，4，1，1，1，2，2，2…
当走到3，4的时候，1，2会被淘汰掉，但是后面还有很多1，2

LFU对于交替出现的数据，缓存命中不高
比如，1，1，1，2，2，3，4，3，4，3，4，3，4，3，4，3，4…
由于前面被（1(3次)，2(2次)）
3加入把2淘汰，4加入把3淘汰，3加入把4淘汰，然而3，4才是最需要缓存的，1去到了3次，谁也淘汰不了它了。

缓存淘汰算法LRU和LFU