轉自：https://www.cnblogs.com/junyuhuang/p/5805168.html

一、前言

　　快取演算法歷史已經很久了，但在樓主查詢相關資料時，發現知識零碎，且原理介紹的很不詳細，遂有了總結常用快取演算法文章的想法，以供廣大朋友們查閱。本文是快取系列的第一篇，知識側重於初略的介紹，並未深入。

二、NRU(Not recently used)

　　1、演算法思想

　　　　NRU演算法的思想是保留最近使用過的物件。

　　2、工作原理

　　　　快取維護兩個標記位，初始值為0。一個標記位R標識物件是否被使用過，另一個M用來標識物件是否被修改過。當一個物件在快取中找到時，R置為1(referenced);當一個物件被修改時，M置為1(modified)。一個物件擁有的標記位有4種狀態：

　　　　3. referenced, modified

　　　　2. referenced, not modified

　　　　1. not referenced, modified

　　　　0. not referenced, not modified

　　　　當快取已滿，但新的物件需要加入快取時，從等級(上面狀態最左邊的數字代表等級)最低的物件中隨機淘汰一個。

　　　　同時，快取還有一個週期性的時鐘，它在每個時間間隔會把所有物件的R標記為清零(這樣就知道該物件最近，也就是一個時間間隔，是否被使用)，但M不會清零。所以上面not referenced, modified狀態看似不可能，但在經歷過一個時間間隔，R位被清零時將有可能發生。

　　　　注意，該演算法認為，最近被使用過的物件，比最近被修改過的物件更重要。

三、FIFO(First-in, first-out)

　　1、演算法思想

　　　　該演算法是最簡單的快取淘汰演算法，其原理正如它名字一樣，最近使用過的物件放到快取佇列的末尾，佇列頭部儲存的是最早使用的物件。

四、Second-chance

　　1、演算法思想

　　　　這是FIFO演算法的改進版，相對於FIFO演算法立刻淘汰物件，該演算法會檢查待淘汰物件的引用標誌位。如果物件被引用過，該物件引用位清零，重新插入佇列尾部，像新的物件一樣；如果該物件未被引用過，則將被淘汰。

　　2、工作原理

　　　　在FIFO演算法的基礎上，

　　　　*為快取中的所有物件增加一個“引用標誌位”

　　　　*每次物件被使用時，設定標誌位為1

　　　　*新物件加入快取時，設定其標誌位為0

　　　　*在淘汰物件時，檢視它的標誌位。如果為0，則淘汰該物件；如果為1，則設定其標誌位為0，重新加入佇列末尾。　　　　　　　　　

五、LRU(Least recently Used)

　　1、演算法思想

　　LRU演算法的核心思想是基於“如果資料最近被訪問過，它在未來也極有可能訪問過”。因此如果資料的變化趨勢符合這個思想，效果會比較好。

　　2、工作原理

　　　　(1)資料結構：連結串列，用於儲存需要快取的資料；HashMap，用來讀取快取中的資料，保證時間複雜讀為O(1)

　　　　(2)實現：

　　　　當資料讀取時，有兩種情況：

　　　a、資料在快取中，則把該資料從新移到連結串列頭部

　　　b、資料不在快取中，則把資料插入到連結串列中。

　　　　如何插入：

　　　a、如果連結串列不滿，則把資料插入連結串列頭部

　　　b、如果連結串列滿了，則把尾部的資料刪除，同時把其插入連結串列頭部

六、參考文獻

　　Page replacement algorithm

　　The Second Chance Page Replacement Policy

　　The Not Recently Used Page Replacement Algorithm

　　Operating Systems Virtual Memory Paging

　 Page Replacement Algorithms