YYCache深刻學習

時間 2019-11-16

標籤 yycache 深刻學習简体版

原文原文鏈接

深知，源碼仍是一點點讀，加點讀書筆記，才能夠深刻挖掘，所以仍是以爲每次讀源碼都記錄一番，不管好壞，若有寫錯，請斧正node

簡介

YYCahce 是做爲 ibireme 大神開源的一個YYkit組件庫中的一部分，YYCache提供了內存緩存，和持久性的硬盤緩存。ios

一個合理緩存應該有的設計

合理的增刪改查接口
高速緩存，提升經常使用緩存的返回性能和效率
低速緩存，磁盤大文件緩存
良好緩存限制策略
高性能，線程安全

基本設計思路

YYCache 提供對外的整合接口，YYMemoryCache 提供內存存儲緩存，經過lru算法進行處理，YYDiskCache提供file和sqlite3的兩種持久化存儲方式算法

YYMemoryCache

YYMemoryCahce 做爲一個內存緩存，提供高速緩存，而且由於內存有限，須要進行必定的限制sql

線程安全數據庫

在頻率高的併發數據操做中，必須保證線程安全，否則拿到的數據不符合預期，或者致使讀寫衝突在YYMemoryCache中，採用的pthread_mutex加鎖api

pthread_mutex 定義了一組跨平臺的線程相關的 API，pthread_mutex 表示互斥鎖。互斥鎖的實現原理與信號量很是類似，不是使用忙等，而是阻塞線程並睡眠，須要進行上下文切換。緩存
```
// 主要使用api	
 pthread_mutex_lock(&mutex); // 申請鎖  
 // 臨界區
 pthread_mutex_unlock(&mutex); // 釋放鎖  
複製代碼
```
pthread_mutex支持遞歸鎖，遞歸鎖，就是在內部加鎖調用的時候，遞歸了自身，這樣子，會致使死鎖。安全
- pthread_mutex則支持遞歸處理 attr PTHREAD_MUTEX_RECURSIVEbash
- memory中使用pthread，在循環釋放的時候，經過pthread_mutex_trylock實現簡單的自旋鎖數據結構
原文：OSSpinLock 和 dispatch_semaphore 都不會產生特別明顯的死鎖，因此我也沒法肯定用 dispatch_semaphore 代替 OSSpinLock 是否正確。可以確定的是，用 pthread_mutex 是安全的。
LRU

最近使用優先，也就是認爲，最近使用的，最大可能性會再次用到裏面實現用到一個雙向鏈表的結構進行處理，使用到的就會被移動到表頭在刪除釋放的時候，就會從隊尾進行刪除釋放

鍵值對存儲操做

經過建立鏈表節點node，進行間接操做數據

#pragma mark - _YYLinkedMapNode
@interface _YYLinkedMapNode : NSObject {
    // 相似C中的private_extern，使用@private的話，限制太大，@package在類的鏡像外進行引用就會報錯
    // 使用@public @protect等的話，就沒什麼限制的
    // 目的是，限制在本文件中使用
    @package
    __unsafe_unretained _YYLinkedMapNode *_prev; // 經過dic進行持有
    __unsafe_unretained _YYLinkedMapNode *_next; // 經過dic進行持有
    id _key;
    id _value;
    NSUInteger _cost;
    NSTimeInterval _time;
}
@end
複製代碼

限制策略

// 限制條件有3個，age cost count ，通常狀況下默認都不作限制
/// 個數限制
@property NSUInteger countLimit;
/// 過時時間
@property NSTimeInterval ageLimit;
/// 存儲消耗限制，setObject的時候時候把內存大小的存進去
@property NSUInteger costLimit;

@property BOOL shouldRemoveAllObjectsWhenEnteringBackground; // 進入後臺檢查限制刪除緩存，默認YES
@property BOOL shouldRemoveAllObjectsOnMemoryWarning; // 收到內存警告的時候

複製代碼

MemoryCache中使用的LRU的的算法進行刪除緩存，當超過必定的限制的時候，會進行循環清理，也就是說，memory裏面的東西並非存進去就會在app的生命週期中一直存在的，可能會被釋放掉。所以外部在使用的時候，須要判空處理的，若是爲nil，則認爲緩存已經失效，須要從新更新。

所以，YYMemoryCahce並非數據在app的生命週期會被一直保留的，因此，在使用YYCahce最外層接口的時候，YYCache是會經過YYMemoryCache提供高速緩存，同時存入到低速緩存中。

獲取的時候，YYMemoryCache獲取不到，則會詢問YYDiskCache。

某些小技巧，用於提供性能

會在一段時間，自行檢查是否超過限制策略，超過則循環釋放。 YYMemoryCache默認在進入後臺的時候會進行檢查。由於一次釋放太多，會致使資源消耗過大，所以，經過dispatch_aync block的方式，放到後臺線程釋放

YYDiskCache

線程安全

disk中使用dispatch_semaphore信號量進行處理

dispatch_semaphore 是信號量，但當信號總量設爲 1 時也能夠看成鎖來。在沒有等待狀況出現時，它的性能比 pthread_mutex 還要高，但一旦有等待狀況出現時，性能就會降低許多。相對於 OSSpinLock 來講，它的優點在於等待時不會消耗 CPU 資源。對磁盤緩存來講，它比較合適。

dispatch_semaphore是屬於閒等待，CPU不會消耗，所以，在作磁盤緩存的時候，用時較長，須要等待的話，會比較節省資源

OSSpinLock 自旋鎖，不安全，因此使用了dispatch_semaphore進行處理，由於大文件，須要等待的狀況較多

大文件處理

YYKVStorage 經過key value的一個封裝，實現增刪改查

YYKVStorage 實現細節:

提供對應的sqlite3的db增刪改查的接口，在操做的過程都作了防護式的操做

- (BOOL)_dbClose {
    // 關閉數據庫
    if (!_db) {
        return YES;
    }
    
    int result = 0;
    BOOL retry = NO;
    BOOL stmtFinalized = NO;
    
    if (_dbStmtCache) {
        _dbStmtCache = NULL;
    }
    
    do {
        retry = NO;
        result = sqlite3_close(_db);
        
        if (result == SQLITE_BUSY || result == SQLITE_LOCKED) {
            // 若是sqlite被佔用，那進行stmt的析構操做，讓其釋放資源
            // 在從新試一次
            if (!stmtFinalized) {
                stmtFinalized = YES; //析構
                sqlite3_stmt *stmt;
                // sqlite3_stmt 是一種輔助數據結構，用於操做二進制數據
                // 循環釋放全部的sqlite stmt
                while ((stmt = sqlite3_next_stmt(_db, nil))) {
                    sqlite3_finalize(stmt); //析構 全部的sqlite stmt的輔助
                    retry = YES; // 而後重試，
                }
            }
        } else if (result != SQLITE_OK) {
            // 關閉失敗
            // 輸出 錯誤日誌
            NSLog(@"關閉失敗");
        }
        
    } while (retry);
    
    _db = NULL;
    return YES;
    
}

- (BOOL)_dbCheck {
    if (_db) {
        // 若是重試錯誤的次數小於限定次數，而且大於最小重試時間，則從新進行打開和初始化檢查
        if (_dbOpenErrorCount < kMaxErrorRetryCount &&
            CACurrentMediaTime() - _dbLastOpenErrorTime > kMinRetryTimeInterval) {
            return [self _dbOpen] && [self _dbInitialize];
        } else {
            return NO;
        }
    }
    return YES; // 正常
}
複製代碼

對sqlite的stmt也作了緩存，加速其性能

// 獲取緩存中的stmt，用sql作key
- (sqlite3_stmt *)_dbPrepareStmt:(NSString *)sql {
    if (![self _dbCheck] || sql.length == 0 || !_dbStmtCache) return NULL;
    sqlite3_stmt *stmt = (sqlite3_stmt *)CFDictionaryGetValue(_dbStmtCache, (__bridge const void *)(sql));
    
    if (!stmt) {
        // 若是stmt爲空的話
        int result = sqlite3_prepare_v2(_db, sql.UTF8String, -1, &stmt, NULL);
        if (result != SQLITE_OK) {
            // 若是不成功
            NSLog(@"建立stmt失敗");
            return NULL; // 返回空
        }
        CFDictionarySetValue(_dbStmtCache, sql.UTF8String, stmt); // 緩存起來，都是同一個stmt，每次建立的話，會大量消耗資源，所以這裏作了緩存
    } else {
        sqlite3_reset(stmt);
    }
    
    return stmt;
}
複製代碼

存儲方式有三個模式
- 文件
- sqlite3
- 混合 // 混合的狀況有個閾值，大於閾值，則存文件
db sqlite3的使用細節
- sqlite3_stmt 操做數據的輔助數據接口，用於執行sql，而且返回結果
- stmt 也進行作了緩存，由於這個sql會重複不按期使用
優化: 能夠升級最新版本的sqlite3，以此提升效率