YYCach 源码小记

2018-04-18 本文已影响28人不知蜕变的挣扎

YYCache中，永远都是先访问内存缓存，然后再访问磁盘缓存（包括了写入，读取，查询，删除缓存的操作）。而且关于内存缓存（_memoryCache）的操作，是不存在block回调的。
YYCache 如果不指定存储方式，默认存入内存的时候同时写入磁盘
在读取缓存的操作中，如果在内存缓存中无法获取对应的缓存，则会去磁盘缓存中寻找。如果在磁盘缓存中找到了对应的缓存，则会将该对象再次写入内存缓存中，保证在下一次尝试获取同一缓存时能够在内存中就能返回，提高速度。
双向链表也叫双链表，是链表的一种，它的每个数据结点中都有两个指针，分别指向直接后继和直接前驱。所以，从双向链表中的任意一个结点开始，都可以很方便地访问它的前驱结点和后继结点。一般我们都构造双向循环链表。
双向链表相对与单向链表来说多，在每个节点中多了一个指向前驱的prior指针。这样在删除一个节点时操作会比较方便。

为什么不选择单向链表：单链表的节点只知道它后面的节点（只有指向后一节点的指针），而不知道前面的。所以如果想移动其中一个节点的话，其前后的节点不好做衔接。
YYDiskCache与YYMemoryCache的相同点:
都具有查询，写入，读取，删除缓存的接口。
不直接操作缓存，也是间接地通过另一个类（YYKVStorage）来操作缓存。
它使用LRU算法来清理缓存。
支持按 cost，count 和 age 这三个维度来清理不符合标准的缓存。
LRU淘汰算法：
LRU（Least recently used，最近最少使用）算法根据数据的历史访问记录来进行淘汰数据，其核心思想是“如果数据最近被访问过，那么将来被访问的几率也更高”;
新数据插入到链表头部；
每当缓存命中（即缓存数据被访问），则将数据移到链表头部；
当链表满的时候，将链表尾部的数据丢弃。
在YYMemoryCache中，使用了双向链表这个数据结构来保存这些缓存：
当写入一个新的缓存时，要把这个缓存节点放在链表头部，并且并且原链表头部的缓存节点要变成现在链表的第二个缓存节点。
当访问一个已有的缓存时，要把这个缓存节点移动到链表头部，原位置两侧的缓存要接上，并且原链表头部的缓存节点要变成现在链表的第二个缓存节点。
（根据清理维度）自动清理缓存时，要从链表的最后端逐个清理。

YYMemoryCache不同点是：
根据缓存数据的大小来采取不同的形式的缓存：
数据库sqlite: 针对小容量缓存，缓存的data和元数据都保存在数据库里。
文件+数据库的形式: 针对大容量缓存，缓存的data写在文件系统里，其元数据保存在数据库里。
除了 cost，count 和 age 三个维度之外，还添加了一个磁盘容量的维度。
YYDiskCache 缓存数据的长度大于20kb，就使用文件存储；如果小于这个值，就是用sqlite存储
YYKVStorage实例负责保存和管理所有磁盘缓存
YYKVStorage 读写缓存模式：
YYKVStorageTypeFile 文件读取
YYKVStorageTypeSQLite 数据库读写
YYKVStorageTypeMixed 根据策略决定使用文件还是数据库读写数据
YYKVStorage 缓存：
都是通过saveItemWithKey: value: filename: extendedData:方法将缓存数据写入硬盘；
写入时，判断filename是否存在，不存在则把value存入数据库，反之value就不存入；
无论filename是否存
在，key、filename、extendedData都会写入数据库；
当filename为空时，会先在数据库中查找key对应的filename，如果filename存在，从文件中删除，再存入数据库，不存在则直接存入数据库。
YYMemoryCache是利用key-value机制内存缓存类，所有的方法都是线程安全的: 调用增删时，都会用互斥锁pthread_mutex_lock来的保证线程安全。
互斥锁pthread_mutex_lock ：
互斥锁是在多线程程序中同步访问手段是使用互斥量。程序员给某个对象加上一把“锁”，每次只允许一个线程去访问它。如果想对代码关键部分的访问进行控制，你必须在进入这段代码之前锁定一把互斥量，在完成操作之后再打开它。

@implementation YYMemoryCache {
   // 声明互斥锁
   pthread_mutex_t _lock;
   .....
}
- (instancetype)init {
   self = super.init;
   //初始化互斥锁
   pthread_mutex_init(&_lock, NULL);
   ......
   return self;
}

- (void)setReleaseOnMainThread:(BOOL)releaseOnMainThread {
   //加琐
   pthread_mutex_lock(&_lock);

   _lru->_releaseOnMainThread = releaseOnMainThread;

   //解琐
   pthread_mutex_unlock(&_lock);
}

- (void)dealloc{
   //释放该锁的数据结构
   pthread_mutex_destroy(& _lock);  
}

注意点：
1、互斥量需要时间来加锁和解锁。锁住较少互斥量的程序通常运行得更快。所以，互斥量应该尽量少，够用即可，每个互斥量保护的区域应则尽量大。
2、互斥量的本质是串行执行。如果很多线程需要领繁地加锁同一个互斥量，
则线程的大部分时间就会在等待，这对性能是有害的。如果互斥量保护的数据(或代码)包含彼此无关的片段，则可以特大的互斥量分解为几个小的互斥量来提高性能。这样，任意时刻需要小互斥量的线程减少，线程等待时间就会减少。所以，互斥量应该足够多(到有意义的地步)，每个互斥量保护的区域则应尽量的少。

为什么使用互斥锁：
互斥锁缺点是当等待时会消耗大量 CPU 资源，所以它不适用于较长时间的任务，但对于内存缓存的存取来说，它非常合适。

YYDiskCache 则选择了更适合它的 dispatch_semaphore 来保证线程安全:
dispatch_semaphore 是信号量，但当信号总量设为 1 时也可以当作锁来。在没有等待情况出现时，它的性能比 pthread_mutex 还要高，但一旦有等待情况出现时，性能就会下降许多。相对于 OSSpinLock 来说，它的优势在于等待时不会消耗 CPU 资源，YYDiskCache在写入比较大的缓存时，可能会有比较长的等待时间，所以采用dispatch_semaphore
内存警告和进入后台的监听
YYCache默认在收到内存警告和进入后台时，自动清除所有内存缓存，清除缓存默认在子线程中进行。
static inline 内联函数：
修饰函数，可以当作一个宏定义调用
inline内联函数的说明：
1.内联函数只是我们向编译器提供的申请,编译器不一定采取inline形式调用函数
2.内联函数不能承载大量的代码.如果内联函数的函数体过大,编译器会自动放弃内联
3.内联函数的定义须在调用之前

优点相比于函数:
inline函数避免了普通函数的,在汇编时必须调用call的缺点:取消了函数的参数压栈，减少了调用的开销,提高效率.所以执行速度确比一般函数的执行速度要快，集成了宏的优点,使用时直接用代码替换(像宏一样);

优点相比于宏:
1、避免了宏的缺点:需要预编译.因为inline内联函数也是函数,不需要预编译.
2、编译器在调用一个内联函数时，会首先检查它的参数的类型，保证调用正确。然后进行一系列的相关检查，就像对待任何一个真正的函数一样。这样就消除了它的隐患和局限性。
3、可以使用所在类的保护成员及私有成员。

inline函数注意事项：
1、你可以使用inline函数完全取代表达式形式的宏定义。
2、内联函数一般只会用在函数内容非常简单的时候，这是因为，内联函数的代码会在任何调用它的地方展开，如果函数太复杂，代码膨胀带来的恶果很可能会大于效率的提高带来的益处。
3、在内联函数内不允许用循环语句和开关语句。如果内联函数有这些语句，则编译将该函数视同普通函数那样产生函数调用代码,递归函数(自己调用自己的函数)是不能被用来做内联函数的。内联函数只适合于只有1～5行的小函数。对一个含有许多语句的大函数，函数调用和返回的开销相对来说微不足道，所以也没有必要用内联函数实现，函数体内出现循环，那么执行函数体内代码的时间要比函数调用的开销大。

YYCach 源码小记

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