Омӯзиши принсипи кори кеши LRU ва дар кадом ҳолатҳо истифода мешавад, метавонед шарҳ диҳед?

LRU (Най-скоро използваните) кеш е структура от данни, която съхранява ограничен брой елементи и при запълване премахва най-стария неупотребяван елемент.

Принцип на работа:

• При достъп до елемент той става "най-нов".
• Ако кешът е пълен и трябва да се добави нов елемент, се премахва най-старият неупотребяван.

Това позволява ефективно използване на паметта, като се запазват най-актуалните данни.

Приложения:

• Кеширане на резултати от заявки към база данни.
• Кеширане на изображения или файлове в паметта.
• В системи с ограничени ресурси за оптимизация на достъпа до данни.

Пример в Go (опростен):

// Използваме контейнера list за съхраняване на реда на използване
import (
    "container/list"
)

type LRUCache struct {
    capacity int
    cache    map[int]*list.Element
    list     *list.List
}

type entry struct {
    key   int
    value int
}

func NewLRUCache(capacity int) *LRUCache {
    return &LRUCache{
        capacity: capacity,
        cache:    make(map[int]*list.Element),
        list:     list.New(),
    }
}

func (c *LRUCache) Get(key int) (int, bool) {
    if elem, ok := c.cache[key]; ok {
        c.list.MoveToFront(elem)
        return elem.Value.(*entry).value, true
    }
    return 0, false
}

func (c *LRUCache) Put(key, value int) {
    if elem, ok := c.cache[key]; ok {
        c.list.MoveToFront(elem)
        elem.Value.(*entry).value = value
        return
    }
    if c.list.Len() == c.capacity {
        back := c.list.Back()
        if back != nil {
            c.list.Remove(back)
            delete(c.cache, back.Value.(*entry).key)
        }
    }
    elem := c.list.PushFront(&entry{key, value})
    c.cache[key] = elem
}