YYMemoryCache
YYMemoryCache用于對內(nèi)存緩存進(jìn)行管理，與SDWebImage對于內(nèi)存緩存管理策略的區(qū)別是，SDWebImage對于內(nèi)存緩存的管理是基于系統(tǒng)的NSCache類，而YYMemoryCache是基于作者自定義的雙向鏈表，并基于鏈表自定義了一套淘汰算法來對內(nèi)存使用進(jìn)行性能優(yōu)化。
_YYLinkedMap和_YYLinkedMapNode
既然有自定義鏈表，必然也有自定義的鏈表節(jié)點，關(guān)于鏈表節(jié)點聲明如下：
@interface _YYLinkedMapNode : NSObject {
@package
__unsafe_unretained _YYLinkedMapNode *_prev; // retained by dic
__unsafe_unretained _YYLinkedMapNode *_next; // retained by dic
id _key;
id _value;
NSUInteger _cost;
NSTimeInterval _time;
}
@end
@implementation _YYLinkedMapNode
@end
既然_YYLinkedMap是雙向鏈表，那么結(jié)點_YYLinkedMapNode的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中必然會有兩個指針，_prev指向鏈接當(dāng)前結(jié)點的上一個結(jié)點，_next指向當(dāng)前結(jié)點鏈接的下一個結(jié)點。
_key可以理解為它是當(dāng)前緩存數(shù)據(jù)的標(biāo)識符，比方對于UIImage對象來說，它的key就是URL，那么_value就是這個UIImage對象。
_cost表示當(dāng)前緩存數(shù)據(jù)的內(nèi)存占用情況，打個比方，在YYImageCahce中對于UIImage對象的內(nèi)存計算是通過獲取圖片的高度和行數(shù)再將這兩個數(shù)據(jù)進(jìn)行相乘的結(jié)果，代碼如下：
- (NSUInteger)imageCost:(UIImage *)image {
CGImageRef cgImage = image.CGImage;
if (!cgImage) return 1;
CGFloat height = CGImageGetHeight(cgImage);
size_t bytesPerRow = CGImageGetBytesPerRow(cgImage);
NSUInteger cost = bytesPerRow * height;
if (cost == 0) cost = 1;
return cost;
}
而在SDWebImage的SDImageCache中，對于UIImage的內(nèi)存計算是UIImage的width和height以及scale相乘的結(jié)果：
FOUNDATION_STATIC_INLINE NSUInteger SDCacheCostForImage(UIImage *image) {
return image.size.height * image.size.width * image.scale * image.scale;
}
最后結(jié)點還有一個成員變量_time，表示當(dāng)前結(jié)點的生命周期。
關(guān)于自定義鏈表：
@interface _YYLinkedMap : NSObject {
@package
CFMutableDictionaryRef _dic; // do not set object directly
NSUInteger _totalCost;
NSUInteger _totalCount;
_YYLinkedMapNode *_head; // MRU, do not change it directly
_YYLinkedMapNode *_tail; // LRU, do not change it directly
BOOL _releaseOnMainThread;
BOOL _releaseAsynchronously;
}
成員變量_dic用于存放_YYLinkedMapNode結(jié)點數(shù)據(jù)，key就是結(jié)點的key值，value就是結(jié)點本身。另外_dic的類型是Core Foundation層的CFMutableDictionaryRef。
關(guān)于_totalCost和_totalCount這兩個變量，意思和NSCache中的totalCostLimit和countLimit差不多，_totalCost表示圖片的內(nèi)存總占用，_totalCount表示總的個數(shù)，這兩個變量用于后續(xù)實現(xiàn)淘汰算法。
關(guān)于_head和_tail變量，這兩個變量的類型都是_YYLinkedMapNode，后面的注釋已經(jīng)解釋了這兩個變量的作用，
_head是最近使用較多的結(jié)點（MRU），_tail最近使用最少的結(jié)點（LRU）。
關(guān)于_releaseOnMainThread和_releaseAsynchronously變量，如果_releaseOnMainThread = YES，就會在主線程釋放_dic變量，如果_releaseAsynchronously = YES，就會獲取一個專門用來做release操作的異步隊列來釋放_dic。
_YYLinkedMap也提供了一些操作結(jié)點的方法：
1.向表頭插入一個結(jié)點
- (void)insertNodeAtHead:(_YYLinkedMapNode *)node;
2.將鏈表內(nèi)某個結(jié)點移至表頭
- (void)bringNodeToHead:(_YYLinkedMapNode *)node;
3.刪除某個結(jié)點
- (void)removeNode:(_YYLinkedMapNode *)node;
4.刪除使用最少的結(jié)點
- (_YYLinkedMapNode *)removeTailNode;
5.刪除所有結(jié)點
- (void)removeAll;
YYMemoryCache
@implementation YYMemoryCache {
pthread_mutex_t _lock;
_YYLinkedMap *_lru;
dispatch_queue_t _queue;
}
YYMemoryCache初始化做了這些事：
1、初始化互斥鎖_lock
2、初始化_lru
3、初始化串行隊列_queue
4、對_countLimit、_costLimit、_ageLimit、_autoTrimInterval設(shè)置默認(rèn)值。
5、對_shouldRemoveAllObjectsOnMemoryWarning和_shouldRemoveAllObjectsWhenEnteringBackground設(shè)置默認(rèn)值為YES，接收到內(nèi)存警告或程序進(jìn)入后臺都會清空內(nèi)存。
YYMemoryCache提供了一些訪問方法：
#pragma mark - Access Methods
- (BOOL)containsObjectForKey:(id)key;
- (nullable id)objectForKey:(id)key;
- (void)setObject:(nullable id)object forKey:(id)key;
- (void)setObject:(nullable id)object forKey:(id)key withCost:(NSUInteger)cost;
- (void)removeObjectForKey:(id)key;
- (void)removeAllObjects;
#pragma mark - Trim
- (void)trimToCount:(NSUInteger)count;
- (void)trimToCost:(NSUInteger)cost;
- (void)trimToAge:(NSTimeInterval)age;
Access Methods下的幾個方法都是操作鏈表_lru及其結(jié)點。
trim下的3個方法就是淘汰算法的實現(xiàn)，也是對雙向鏈表的操作代碼，淘汰的緯度有3個，包括內(nèi)存管理容器所存儲結(jié)點的數(shù)量、結(jié)點的開銷、結(jié)點的使用頻率等。
這里有個tip，同時也是作者分享的，就是讓block捕獲一個局部變量，然后扔到后臺隊列去隨便發(fā)送個消息以避免編譯器警告，這樣就可以讓對象在后臺線程銷毀：
NSMutableArray *holder = [NSMutableArray new];
if (holder.count) {
dispatch_queue_t queue = _lru->_releaseOnMainThread ? dispatch_get_main_queue() : YYMemoryCacheGetReleaseQueue();
dispatch_async(queue, ^{
[holder count]; // release in queue
});
}
作者還提供了一個看起來簡單點的實現(xiàn)方式：
NSArray *tmp = self.array;
self.array = nil;
dispatch_async(queue, ^{
[tmp class];
});
另外，在YYMemoryCache初始化方法當(dāng)中，會調(diào)用_trimRecursively方法，該方法每隔5秒中就會調(diào)用自己一次，另外，在這個方法中還會調(diào)用調(diào)用Trim下的3個方法對LRU進(jìn)行清理，以節(jié)省內(nèi)存。
以上就是YYMemoryCache的實現(xiàn)。
YYKVStorage
在了解YYDiskCache的實現(xiàn)原理前需要先了解一下YYKVStorage。
作者是這樣介紹YYKVStorage的：
YYKVStorage是一個基于sqlite和文件系統(tǒng)的鍵值存儲。但作者不建議我們直接使用此類（ps:這個類被封裝到了YYDiskCache里，可以通過YYDiskCache間接使用此類），這個類只有一個初始化方法，即initWithPath:type:，初始化后，講根據(jù)path創(chuàng)建一個目錄來保存鍵值數(shù)據(jù)，初始化后，如果沒有得到當(dāng)前類的實例對象，就表示你不應(yīng)該對改目錄進(jìn)行讀寫操作。最后，作者還寫了個警告，告訴我們這個類的實例對象并不是線程安全的，你需要確保同一時間只有一條線程訪問實例對象，如果你確實需要在多線程中處理大量數(shù)據(jù)，可以把數(shù)據(jù)拆分到多個實例對象當(dāng)中去。
YYKVStorage提供了一些public方法用于操作sqlite和文件系統(tǒng)，這些方法覆蓋了增刪改查這4個操作。
基于sqlite的鍵值存儲
YYKVStorage實現(xiàn)了對sqlite的封裝，包括數(shù)據(jù)庫初始化、打開數(shù)據(jù)庫、關(guān)閉數(shù)據(jù)庫、執(zhí)行sql等操作。這個類中絕大多數(shù)代碼也是對這些操作的實現(xiàn)代碼。
為了加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫檢索時的性能，在建表的同時又為表建立了索引。
表名叫manifest，表內(nèi)有幾個字段：
key：主鍵，增刪改查操作都圍繞這個主鍵來完成
filename：文件名稱
size：文件大小
inline_data：存儲的二進(jìn)制數(shù)據(jù)
modification_time：文件修改時間
last_access_time：文件最后訪問時間
extended_data：文件擴(kuò)建時間
1. 保存
方法：saveItemWithKey:value:filename:extendedData:
數(shù)據(jù)保存的目標(biāo)地點分為兩種，一種是直接放在沙盒指定目錄下，另外一種是存儲在數(shù)據(jù)庫（雖然db也是放在沙盒里的），具體采用哪種目標(biāo)地點會根據(jù)filename做判斷，如果filename存在即表明數(shù)據(jù)是直接存儲在沙盒某個目錄下的文件里，如果filename不存在就會走和數(shù)據(jù)庫相關(guān)的流程。
如果是寫入文件：
- 會根據(jù)
filename生成完整的存儲路徑，再把value寫入到目標(biāo)文件中。- 如果寫入成功不再執(zhí)行后續(xù)代碼。
- 如果寫入失敗，則嘗試把數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)庫中。
- 如果寫入成功不再執(zhí)行后續(xù)代碼；
- 如果數(shù)據(jù)庫也寫入失敗了，就會刪除前面生成的存儲路徑下的文件，避免產(chǎn)生垃圾文件。
如果是寫入數(shù)據(jù)庫：
- 首先會判斷當(dāng)前的
storage對象是不是用來做數(shù)據(jù)庫緩存操作的實例對象。- 如果是，根據(jù)方法傳入的參數(shù)重新向數(shù)據(jù)庫中插入數(shù)據(jù)。
- 如果不是，根據(jù)
key到數(shù)據(jù)庫里查詢對應(yīng)的filename，根據(jù)filename刪除相應(yīng)路徑下的文件，最后根據(jù)方法傳入的參數(shù)重新向數(shù)據(jù)庫中插入數(shù)據(jù)。
2. 查詢
方式一：直接獲取二進(jìn)制數(shù)據(jù)：
(1)從文件中查詢：
1.根據(jù)key從數(shù)據(jù)庫查找到對應(yīng)的filename
2.根據(jù)步驟1中查詢到的filename生成完成的文件存儲路徑并讀取文件數(shù)據(jù)，更新數(shù)據(jù)中該條數(shù)據(jù)的訪問時間。
3.如果步驟2中沒讀取到數(shù)據(jù)，則把這條數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫中刪除。
(2)從數(shù)據(jù)庫中查詢：
1.直接根據(jù)key到數(shù)據(jù)庫中查詢inline_data，這個inline_data對應(yīng)著YYKVStorageItem中的value屬性。
2.更新數(shù)據(jù)中該條數(shù)據(jù)的訪問時間
(3)混合查詢（文件&數(shù)據(jù)庫）：
1.根據(jù)key找到filename
2.filename存在讀取文件數(shù)據(jù)，如果不存在數(shù)據(jù)則刪除文件。
3.filename不存在則去數(shù)據(jù)庫中通過key獲取inline_data。
4.更新數(shù)據(jù)中該條數(shù)據(jù)的訪問時間
以上3個查詢操作獲取的均是單純的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，這些二進(jìn)制數(shù)據(jù)可能是由NSString、UIImage等對象轉(zhuǎn)換而來，調(diào)用者可根據(jù)需要自己轉(zhuǎn)換回原來的數(shù)據(jù)類型。
方式二：把獲取到的數(shù)據(jù)封裝成YYKVStorageItem：
1.根據(jù)key到數(shù)據(jù)庫中查找數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)生成YYKVStorageItem實例對象。
2.如果1中獲取的對象存在則同時更新當(dāng)前數(shù)據(jù)的last_access_time（最后訪問時間）。
3.通過拿到的filename生成文件路徑，讀取該文件，獲取文件內(nèi)存儲的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。
4.如果二進(jìn)制數(shù)據(jù)不存在，就把該數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫中刪除，最后返回這個YYKVStorageItem實例對象。
YYDiskCache
知道YYKVStorage做什么之后，再來看YYDiskCache就簡單了。
作者這樣介紹YYDiskCache：
YYDiskCache是一個線程安全的緩存，用于存儲SQLite支持的鍵值對和文件系統(tǒng)（類似于NSURLCache的磁盤緩存）。
YYDiskCache具有以下功能：
1.它使用LRU（最近最少使用）來刪除對象。
2.它可以通過成本，計數(shù)和年齡來控制。
3.它可以配置為在沒有可用磁盤空間時自動驅(qū)逐對象。
4.它可以自動決定每個對象的存儲類型（sqlite / file）。
總結(jié)一下就是：
YYDiskCache封裝了YYKVStorage，在YYDiskCache中對于disk的緩存操作實際上都是通過YYKVStorage完成的，除此之外，YYDiskCache又自定義了淘汰規(guī)則，刪除那些最近時間段內(nèi)不常用的對象。
YYCache
YYCache封裝了YYMemoryCache和YYDiskCache。
YYCache初始化需要一個NSString類型的name或path，它會根據(jù)這兩個值生成一個路徑，根據(jù)這個路徑初始化出YYDiskCache。
所以，接下來的事情就好辦了。
如果是存儲操作，YYCache首先會通過YYMemoryCache放進(jìn)內(nèi)存緩存，然后通過YYDiskCache放進(jìn)磁盤緩存。
如果是查詢操作，YYCache首先會通過YYMemoryCache先到內(nèi)存緩存中取，如果內(nèi)存緩存中沒有，再通過YYDiskCache到磁盤緩存中取。
如果是刪除操作，YYCache首先會通過YYMemoryCache刪除內(nèi)存緩存的數(shù)據(jù)，然后通過YYDiskCache刪除磁盤緩存的數(shù)據(jù)。
總結(jié)
YYCache自定義了內(nèi)存緩存和磁盤緩存類，并實現(xiàn)了各自的淘汰算法，在時間和空間上對數(shù)據(jù)緩存操作都進(jìn)行了優(yōu)化。
