Linux如何开发缓存系统_LinuxMemoryCache模块示例-linux运维-PHP中文网

Linux如何开发缓存系统_LinuxMemoryCache模块示例

php中文网

发布： 2025-11-26 20:56:02

原创

311人浏览过

答案：该内存缓存系统基于哈希表和双向链表实现，支持put、get、delete及expire机制，采用LRU淘汰策略和读写锁保障并发安全。

linux如何开发缓存系统_linuxmemorycache模块示例

在Linux环境下开发一个内存缓存系统，核心目标是利用RAM的高速读写能力提升数据访问效率。下面以一个简单的C语言实现的 LinuxMemoryCache 模块为例，说明如何构建一个基础但实用的内存缓存系统。

设计基本结构与功能

一个基础内存缓存系统需要支持以下操作：

put(key, value)：将键值对存入缓存
get(key)：根据键获取值
delete(key)：删除指定键
expire机制：可选，支持设置过期时间

使用哈希表实现O(1)级别的查找效率，配合双向链表实现LRU（最近最少使用）淘汰策略。

核心数据结构定义

typedef struct CacheEntry {
    char *key;
    char *value;
    time_t expiry;           // 过期时间（秒级）
    struct CacheEntry *prev;
    struct CacheEntry *next;
} CacheEntry;
<p>typedef struct {
CacheEntry *<em>hash_table;
CacheEntry </em>head;        // LRU头（最新使用）
CacheEntry *tail;        // LRU尾（最久未用）
int size;
int capacity;
pthread_rwlock_t lock;   // 线程安全读写锁
} MemoryCache;</p>

登录后复制

哈希表用于快速定位，双向链表维护使用顺序，读写锁保证多线程环境下的安全性。

关键函数实现示例

初始化缓存：

Glean

Glean是一个专为企业团队设计的AI搜索和知识发现工具

117

查看详情

MemoryCache* cache_create(int capacity) {
    MemoryCache *cache = malloc(sizeof(MemoryCache));
    cache->hash_table = calloc(capacity, sizeof(CacheEntry*));
    cache->head = cache->tail = NULL;
    cache->size = 0;
    cache->capacity = capacity;
    pthread_rwlock_init(&cache->lock, NULL);
    return cache;
}

登录后复制

插入或更新缓存项：

void cache_put(MemoryCache *cache, const char *key, const char *value, int expire_seconds) {
    pthread_rwlock_wrlock(&cache->lock);
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>// 查找是否已存在
int index = hash(key) % cache->capacity;
CacheEntry *entry = cache->hash_table[index];
while (entry && strcmp(entry->key, key) != 0) entry = entry->next;

if (entry) {
    // 更新已有条目
    free(entry->value);
    entry->value = strdup(value);
    entry->expiry = expire_seconds > 0 ? time(NULL) + expire_seconds : 0;
    // 移动到头部（最新使用）
    remove_from_list(cache, entry);
    add_to_head(cache, entry);
} else {
    // 新建条目
    CacheEntry *new_entry = malloc(sizeof(CacheEntry));
    new_entry->key = strdup(key);
    new_entry->value = strdup(value);
    new_entry->expiry = expire_seconds > 0 ? time(NULL) + expire_seconds : 0;
    add_to_head(cache, new_entry);
    // 插入哈希表
    new_entry->next = cache->hash_table[index];
    cache->hash_table[index] = new_entry;
    cache->size++;

    // 超出容量时触发LRU淘汰
    if (cache->size > cache->capacity) {
        evict_lru(cache);
    }
}

pthread_rwlock_unlock(&cache->lock);

登录后复制

}