YYCache源碼分析(二)

本文分析YYMemoryCache實現(xiàn)原理：

YYMemoryCache是內(nèi)存緩存，所以存取速度非?？?，主要用到兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的LRU淘汰算法

1.LRU

Cache的容量是有限的，當Cache的空間都被占滿后，如果再次發(fā)生緩存失效，就必須選擇一個緩存塊來替換掉.LRU法是依據(jù)各塊使用的情況， 總是選擇那個最長時間未被使用的塊替換。這種方法比較好地反映了程序局部性規(guī)律

2.LRU主要采用兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)

  • 雙向鏈表（Doubly Linked List）
  • 哈希表（Dictionary）

3.對一個Cache的操作無非三種：插入、替換、查找

  • 插入：當Cache未滿時，新的數(shù)據(jù)項只需插到雙鏈表頭部即可
  • 替換：當Cache已滿時，將新的數(shù)據(jù)項插到雙鏈表頭部，并刪除雙鏈表的尾結(jié)點即可
  • 查找：每次數(shù)據(jù)項被查詢到時，都將此數(shù)據(jù)項移動到鏈表頭部

4.分析圖(分析源碼時可以對照該圖)


5.YYMemoryCache.m里的兩個分類

鏈表節(jié)點_YYLinkedMapNode：

@interface _YYLinkedMapNode : NSObject {
    @package
    // 指向前一個節(jié)點
    __unsafe_unretained _YYLinkedMapNode *_prev; // retained by dic
    // 指向后一個節(jié)點
    __unsafe_unretained _YYLinkedMapNode *_next; // retained by dic
    // 緩存key
    id _key;
    // 緩存對象
    id _value;
    // 當前緩存內(nèi)存開銷
    NSUInteger _cost;
    // 緩存時間
    NSTimeInterval _time;
}
@end

鏈表_YYLinkedMap：

@interface _YYLinkedMap : NSObject {
    @package
    // 用字典保存所有節(jié)點_YYLinkedMapNode (為什么不用oc字典?因為用CFMutableDictionaryRef效率高，畢竟基于c)
    CFMutableDictionaryRef _dic;
    // 總緩存開銷
    NSUInteger _totalCost;
    // 總緩存數(shù)量
    NSUInteger _totalCount;
    // 鏈表頭節(jié)點
    _YYLinkedMapNode *_head;
    // 鏈表尾節(jié)點
    _YYLinkedMapNode *_tail;
    // 是否在主線程上，異步釋放 _YYLinkedMapNode對象
    BOOL _releaseOnMainThread;
    // 是否異步釋放 _YYLinkedMapNode對象
    BOOL _releaseAsynchronously;
}
// 添加節(jié)點到鏈表頭節(jié)點
- (void)insertNodeAtHead:(_YYLinkedMapNode *)node;
// 移動當前節(jié)點到鏈表頭節(jié)點
- (void)bringNodeToHead:(_YYLinkedMapNode *)node;
// 移除鏈表節(jié)點
- (void)removeNode:(_YYLinkedMapNode *)node;
// 移除鏈表尾節(jié)點(如果存在)
- (_YYLinkedMapNode *)removeTailNode;
// 移除所有緩存
- (void)removeAll;
@end

方法插入、替換、查找方法實現(xiàn)：

// 添加節(jié)點到鏈表頭節(jié)點
- (void)insertNodeAtHead:(_YYLinkedMapNode *)node {
    // 字典保存鏈表節(jié)點node
    CFDictionarySetValue(_dic, (__bridge const void *)(node->_key), (__bridge const void *)(node));
    // 疊加該緩存開銷到總內(nèi)存開銷
    _totalCost += node->_cost;
    // 總緩存數(shù)+1
    _totalCount++;
    if (_head) {
        // 存在鏈表頭，取代當前表頭
        node->_next = _head;
        _head->_prev = node;
        // 重新賦值鏈表表頭臨時變量_head
        _head = node;
    } else {
        // 不存在鏈表頭
        _head = _tail = node;
    }
}

存在表頭情況圖形分析(其他情況不用圖分析,自己想象吧，呵呵)


// 移動當前節(jié)點到鏈表頭節(jié)點
- (void)bringNodeToHead:(_YYLinkedMapNode *)node {
    // 當前節(jié)點已是鏈表頭節(jié)點
    if (_head == node) return;

    if (_tail == node) {
        //**如果node是鏈表尾節(jié)點**

        // 把node指向的上一個節(jié)點賦值給鏈表尾節(jié)點
        _tail = node->_prev;
        // 把鏈表尾節(jié)點指向的下一個節(jié)點賦值nil
        _tail->_next = nil;
    } else {
        //**如果node是非鏈表尾節(jié)點和鏈表頭節(jié)點**

        // 把node指向的上一個節(jié)點賦值給node指向的下一個節(jié)點node指向的上一個節(jié)點
        node->_next->_prev = node->_prev;
        // 把node指向的下一個節(jié)點賦值給node指向的上一個節(jié)點node指向的下一個節(jié)點
        node->_prev->_next = node->_next;
    }
    // 把鏈表頭節(jié)點賦值給node指向的下一個節(jié)點
    node->_next = _head;
    // 把node指向的上一個節(jié)點賦值nil
    node->_prev = nil;
    // 把節(jié)點賦值給鏈表頭節(jié)點的指向的上一個節(jié)點
    _head->_prev = node;
    _head = node;
}

如果node是非鏈表尾節(jié)點和鏈表頭節(jié)點情況圖形分析(其他情況不用圖分析,自己想象吧，呵呵)


// 移除節(jié)點
- (void)removeNode:(_YYLinkedMapNode *)node {
    // 從字典中移除node
    CFDictionaryRemoveValue(_dic, (__bridge const void *)(node->_key));
    // 減掉總內(nèi)存消耗
    _totalCost -= node->_cost;
    // // 總緩存數(shù)-1
    _totalCount--;
    // 重新連接鏈表(看圖分析吧)
    if (node->_next) node->_next->_prev = node->_prev;
    if (node->_prev) node->_prev->_next = node->_next;
    if (_head == node) _head = node->_next;
    if (_tail == node) _tail = node->_prev;
}

// 移除尾節(jié)點(如果存在)
- (_YYLinkedMapNode *)removeTailNode {
    if (!_tail) return nil;
    // 拷貝一份要刪除的尾節(jié)點指針
    _YYLinkedMapNode *tail = _tail;
    // 移除鏈表尾節(jié)點
    CFDictionaryRemoveValue(_dic, (__bridge const void *)(_tail->_key));
    // 減掉總內(nèi)存消耗
    _totalCost -= _tail->_cost;
    // 總緩存數(shù)-1
    _totalCount--;
    if (_head == _tail) {
        // 清除節(jié)點，鏈表上已無節(jié)點了
        _head = _tail = nil;
    } else {
        // 設(shè)倒數(shù)第二個節(jié)點為鏈表尾節(jié)點
        _tail = _tail->_prev;
        _tail->_next = nil;
    }
    // 返回完tail后_tail將會釋放
    return tail;
}


// 移除所有緩存
- (void)removeAll {
    // 清空內(nèi)存開銷與緩存數(shù)量
    _totalCost = 0;
    _totalCount = 0;
    // 清空頭尾節(jié)點
    _head = nil;
    _tail = nil;

    if (CFDictionaryGetCount(_dic) > 0) {
        // 拷貝一份字典
        CFMutableDictionaryRef holder = _dic;
        // 重新分配新的空間
        _dic = CFDictionaryCreateMutable(CFAllocatorGetDefault(), 0, &kCFTypeDictionaryKeyCallBacks, &kCFTypeDictionaryValueCallBacks);

        if (_releaseAsynchronously) {
            // 異步釋放緩存
            dispatch_queue_t queue = _releaseOnMainThread ? dispatch_get_main_queue() : YYMemoryCacheGetReleaseQueue();
            dispatch_async(queue, ^{
                CFRelease(holder); // hold and release in specified queue
            });
        } else if (_releaseOnMainThread && !pthread_main_np()) {
            // 主線程上釋放緩存
            dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
                CFRelease(holder); // hold and release in specified queue
            });
        } else {
            // 同步釋放緩存
            CFRelease(holder);
        }
    }
}

YYMemoryCache.m實現(xiàn)分析(如果上面弄清楚，接下來就簡單多了)，增刪改都是調(diào)用上面的方法，下面分析查找與添加緩存方法實現(xiàn)

// 查找緩存
- (id)objectForKey:(id)key {
    if (!key) return nil;
    // 加鎖，防止資源競爭
    // OSSpinLock 自旋鎖，性能最高的鎖。原理很簡單，就是一直 do while 忙等。它的缺點是當?shù)却龝r會消耗大量 CPU 資源，所以它不適用于較長時間的任務(wù)。對于內(nèi)存緩存的存取來說，它非常合適。
    pthread_mutex_lock(&_lock);
    // _lru為鏈表_YYLinkedMap，全部節(jié)點存在_lru->_dic中
    // 獲取節(jié)點
    _YYLinkedMapNode *node = CFDictionaryGetValue(_lru->_dic, (__bridge const void *)(key));
    if (node) {
        //** 有對應(yīng)緩存 **

        // 重新更新緩存時間
        node->_time = CACurrentMediaTime();
        // 把當前node移到鏈表表頭(為什么移到表頭？根據(jù)LRU淘汰算法:Cache的容量是有限的，當Cache的空間都被占滿后，如果再次發(fā)生緩存失效，就必須選擇一個緩存塊來替換掉.LRU法是依據(jù)各塊使用的情況， 總是選擇那個最長時間未被使用的塊替換。這種方法比較好地反映了程序局部性規(guī)律)
        [_lru bringNodeToHead:node];
    }
    // 解鎖
    pthread_mutex_unlock(&_lock);
    // 有緩存則返回緩存值
    return node ? node->_value : nil;
}

// 添加緩存
- (void)setObject:(id)object forKey:(id)key withCost:(NSUInteger)cost {
    if (!key) return;
    if (!object) {
        // ** 緩存對象為空，移除緩存 **
        [self removeObjectForKey:key];
        return;
    }
    // 加鎖
    pthread_mutex_lock(&_lock);

    // 查找緩存
    _YYLinkedMapNode *node = CFDictionaryGetValue(_lru->_dic, (__bridge const void *)(key));

    // 當前時間
    NSTimeInterval now = CACurrentMediaTime();
    if (node) {
        //** 之前有緩存，更新舊緩存 **

        // 更新值
        _lru->_totalCost -= node->_cost;
        _lru->_totalCost += cost;
        node->_cost = cost;
        node->_time = now;
        node->_value = object;

        // 移動節(jié)點到鏈表表頭
        [_lru bringNodeToHead:node];
    } else {
        //** 之前未有緩存，添加新緩存 **

        // 新建節(jié)點
        node = [_YYLinkedMapNode new];
        node->_cost = cost;
        node->_time = now;
        node->_key = key;
        node->_value = object;

        // 添加節(jié)點到表頭
        [_lru insertNodeAtHead:node];
    }
    if (_lru->_totalCost > _costLimit) {
        // ** 總緩存開銷大于設(shè)定的開銷 **

        // 異步清理最久未使用的緩存
        dispatch_async(_queue, ^{
            [self trimToCost:_costLimit];
        });
    }
    if (_lru->_totalCount > _countLimit) {
        // ** 總緩存數(shù)量大于設(shè)定的數(shù)量 **

        // 移除鏈表尾節(jié)點(最久未訪問的緩存)
        _YYLinkedMapNode *node = [_lru removeTailNode];
        if (_lru->_releaseAsynchronously) {
            dispatch_queue_t queue = _lru->_releaseOnMainThread ? dispatch_get_main_queue() : YYMemoryCacheGetReleaseQueue();
            dispatch_async(queue, ^{
                [node class]; //  and release in queue
            });
        } else if (_lru->_releaseOnMainThread && !pthread_main_np()) {
            dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
                [node class]; //hold and release in queue
            });
        }
    }
    pthread_mutex_unlock(&_lock);
}

YYCache源碼分析(一)
YYCache源碼分析(三)

最后編輯于 ：
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
平臺聲明：文章內(nèi)容（如有圖片或視頻亦包括在內(nèi)）由作者上傳并發(fā)布，文章內(nèi)容僅代表作者本人觀點，簡書系信息發(fā)布平臺，僅提供信息存儲服務(wù)。

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容

  • YYCache源碼分析(二) 原文鏈接：http://www.lxweimin.com/p/492c3c3a0485...
    kakukeme閱讀 571評論 0贊 51
  • 1. LRU 1.1.原理 LRU（Leastrecentlyused，最近最少使用）算法根據(jù)數(shù)據(jù)的歷史訪問記錄來...
    安易學車閱讀 2,561評論 0贊 23
  • 發(fā)現(xiàn) 關(guān)注 消息 iOS 第三方庫、插件、知名博客總結(jié) 作者大灰狼的小綿羊哥哥關(guān)注 2017.06.26 09:4...
    肇東周閱讀 12,180評論 4贊 61
  • YYCache是用于Objective-C中用于緩存的第三方框架。此文主要用來講解該框架的實現(xiàn)細節(jié)，性能分析、設(shè)計...
    JonesCxy閱讀 581評論 0贊 2
  • 感賞兒子今天情緒平穩(wěn)，主動讓我給他買包子吃，吃包子的同時自己要喝可樂，之后引起肚子疼，自己明白是什么原因，...
    金色陽光魏艷春閱讀 183評論 0贊 0