iOS缓存设计（阅读笔记）

市面上常见的缓存库分类

基于文件系统 ：TMDiskCache, PINDiskCache, SDWebImage

优点：实现都比较简单
缺点：不方便扩展、没有元数据、难以实现较好的淘汰算法、数据统计缓慢。

基于mmap ：MMKV， FastImageCache,

优点：直接在内存中操作文件，对比文件 I/O 更快
缺点：热数据的文件不要超过物理内存大小，不然 mmap 会导致内存交换严重降低性能，如果数据还未同步时程序挂掉，就会导致数据错误
（关于mmap详解）

基于 SQLite : YapDataBase, FMDB，NSURLCache、FBDiskCache

优点： 支持元数据、扩展方便、数据统计速度快，也很容易实现 LRU 或其他淘汰算法
缺点：单条数据较大的时候读写性能较差。

列举几个常用的看了一下实现方式：

YYCache

YYCache 提供 内存缓存 + 磁盘缓存，并且内存缓存，和磁盘缓存均实现了LRU算法。内存缓存使用NSDictionary 和 双向链表 维护，NSDictionary 用于快速数据读取，双向链表为每个 key - value 记录提供LRU算法依据。

YYCache 的磁盘缓存采用 SQLite + 文件读写的方式实现，既弥补了文件存储难以实现淘汰算法和数据统计慢的缺点，也规避了数据库存储大数据缓慢的问题。

也因为 YYCache 的memoryCache 和 diskCache 都实现了LRU算法，因此很容易限制内存缓存大小，和磁盘缓存大小。当内存缓存达到限制后，将删除内存中维护的双向链表队尾元素的缓存。同样当磁盘缓存达到限制后，将从数据库中查询缓存时间最久远的元素直到低于磁盘缓存伐值。

YYMemoryCache 在 读写数据时使用c层的API读取速度更快

MMKV

MMKV 提供 内存缓存 + 磁盘缓存，内存缓存使用 NSDictionary 实现，磁盘缓存基于 mmap 实现。在MMKV 初始化时，将文件中的内容读取到内存中，构建缓存的dict，之后的读取基于内存中的 dict 读取，同时基于 mmap 向文件中增删 key - value 元素，向文件中写入时，不做去重处理，只在末尾增加 key - value 记录。当像文件中写入新的值，文件剩余空间比写入数据所需空间小时，触发文件内的 key - value 重整，去除重复的 key - value 记录，并扩大当前文件大小至之前的两倍。更新 mmap 映射关系。

由以上操作可以看出，MMKV单个实例对象中不应存储大量数据，造成内存缓存较大，并且当收到系统的memoryWarning 时，MMKV将清空内存缓存，下一次读取数据时，将触发内存缓存的再次构建，即一次性将文件中所有 key - value 的记录读取到内存中。

YapDataBase

YapDataBase 也是提供 key - value 方式的缓存库，提供 内存缓存 + 磁盘缓存，内存缓存 YapCache 基于 NSDictionary 和 一个双向链表实现，可设置内存缓存条数限制，当达到缓存条数限时时，删除链表队尾的key对应的内存中元素 磁盘缓存基于 SQLite 实现的，提供快速访问磁盘数据的方法，数据访问是线程安全的，可在主线程快速读写数据。及其适用于代替 NSUserDefaulte 的简单 key - value 数据读取。

KeyCache key&collection -> rowId 双向链表实现LRU，快速更新数据库，实现磁盘缓存限制
ObjectCache key&collection -> object 双向链表实现LRU，快速内存查找，实现内存大小限制

YapDataBase 能很好的生成自己的extension 即插件功能，例如 YapDatabaseAutoView 根据视图逻辑将数据进行分组和排序（YapDataBase 数据可以根据collection字段进行归类）

当读取大量无关数据 时 读写速度对比：

读写速度数据.png 读写对比.png

关于反复读取相似数据的表现

相似数据读取速度.png 重复读取.png

从数据中看出，MMKV在无关数据和相似数据读写的时候，优势还是很明显的，相差量级可以说很大了。YYCache在反复读取相似数据的时候，表现也不错，也是内存中的LRU算法起到了作用。从MMKV的数据来看，果然粗暴就是有效，而且还可以借助mmap，将磁盘同步交给系统进程，大大节省了时间。