urllib3中学到的LRU算法

介绍

urllib3._collections.py::RecentlyUserContainer类，是一个线程安全的Dict类容器，用来维护一定数量(maxsize)的Key-Value映射， 当数量超出，会删除最近最少使用的key。该类实际用在PoolManager中存储Session中一定连接数量的连接池，当连接数超出时，会自动删除最早保存的连接，并且查找连接的时间复杂度是O(1)。

原理

其原理是通过有序字典(OrderedDict)保存Key的插入顺序，但Key的数量超出阈值时，删除最早插入的Key

from collections import OrderedDict
from threading import RLock

class RecentlyUserContainer:
    def __init__(self, maxsize):
        self._maxsize = maxsize
        self._container = OrderedDict()
        self.lock = RLock()
    
    def __getitem__(self, key):
        with self.lock:
            # 注意 这里先取出再插入的目的是更新该Key的顺序，即它最近被访问过
            item = self._container.pop(key)
            self._container[key] = item
            return item
    
    def __setitem__(self, key, value):
        with self.lock:
            self._container[key] = value
            if len(self._container) > self._maxsize:
                # 驱逐出最早插入的Key
                key, _ = self._container.popitem(last=False)
                print(f"{key} is evicted")

使用

>>> pool = RecentlyUserContainer(3)
>>> pool["https://www.1.com"] = "conn1" 
>>> pool["https://www.2.com"] = "conn2"
>>> pool["https://www.3.com"] = "conn3"
>>> pool["https://www.4.com"] = "conn4"
www.1.com is evicted
>>> pool._container
OrderedDict([('https://www.2.com', 'conn2'),
             ('https://www.3.com', 'conn3'),
             ('https://www.4.com', 'conn4')])