iOS缓存框架－PINCache解读

文／Amin706（简书作者）
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在项目中总是需要缓存一些网络请求数据以减轻服务器压力，业内也有许多优秀的开源的解决方案。通常的缓存方案都是由内存缓存和磁盘缓存组成的，内存缓存速度快容量小，磁盘缓存容量大速度慢可持久化。常见的内存缓存有NSCache、TMMemoryCache、PINMemoryCache、YYMemoryCache。常见的磁盘缓存有TMDiskCache、PINDiskCache、SDWebImage。这次解读先从PINCache这个优秀的开源项目开始。PINCache项目是在Tumblr 宣布不在维护 TMCache 后，由 Pinterest 维护和改进的基于TMCache的一个内存缓存，修复了TMCache存在的性能和死锁问题，可以说是有了一个较大的提升。
PINCache概论
PINCache是多线程安全的，使用键值对来保存数据。PINCache内部包含了2个类似的对象属性，一个是内存缓存PINMemoryCache，另一个是磁盘缓存PINDiskCache。PINCache本身并没有过多的做处理缓存的具体工作，而是全部交给它内部的2个对象属性来实现，它只是对外提供了一些同步或者异步接口。在iOS中，当App收到内存警告或者进入后台的时候，PINCache能够清理掉所有的内存缓存。
PINCache使用
采用PINCache项目的Demo来说明，这个是从服务器加载数据，再缓存下来，继而做业务逻辑处理，如果下次还需要同样的数据，要是缓存里面还有这个数据的话，那么就不需要再次发起网络请求了，而是直接使用这个数据。PINCache除了可以按键取值、按键存值、按键删值之外，还可以移除某个日期之前的缓存数据、删除所有缓存、限制缓存大小等。
[[PINCache sharedCache] objectForKey:[url absoluteString] block:^(PINCache cache, NSString key, id object)
{if (object) {
//有缓存，在这里做业务逻辑处理
return;
}
//没有缓存，那么去服务器加载数据，存入缓存，做业务逻辑处理NSLog(@"cache miss, requesting %@", url);[[PINCache sharedCache] setObject:data forKey:[url absoluteString]];}];

PINCache结构

 

PINCache

PINCache的内部结构比较简单，最核心的就是2个缓存实现类，这里先给出一个大概的结构，让大家可以有个了解，下面就来讲讲详细的接口。
PINCache接口

 

PINCache属性

核心属性
1.name是PINCache的名字
2.concurrentQueue是一个用来执行异步任务的并行队列
3.磁盘缓存
4.内存缓存
[图片上传中。。。（3）]初始化方法

初始化方法
1.单例对象
2.使用名字初始化
3.使用名字和缓存路径来初始化

 

异步方法

异步方法多数开源缓存框架的方法也就这么几个，大多类似。
1.异步按键取值，之后执行Block
2.异步按键设值，之后执行Block
3.异步按键删值，之后执行Block
4.异步删除某个时间之后没有使用的缓存，之后执行Block
5.异步删除所有缓存，之后执行Block

 

同步方法

同步方法这里的同步方法与异步方法的区别除了方法是否立即返回之外，还有一个区别就是异步方法可以传入一个Block参数
1.同步按键取值
2.同步按键设值
3.同步按键删值
4.同步删除某个时间之后没有使用的缓存
5.同步删除所有缓存
PINCache主要是包装PINDiskCache和PINMemoryCache的功能，具体的功能实现是交给对应的对象去实现。
PINDiskCache解析
PINDiskCache涉及到磁盘缓存的具体实现，这里就不再一一列举所有的属性和方法了（具体的内容可以查看PINCache的文档），主要挑重要的取值方法，设值方法，还有删除方法来讲。

 

semaphore

PINDiskCache使用semaphore来做线程同步控制的，在写磁盘缓存的时候给这个文件加锁，写完之后解锁。在读磁盘缓存的时候也会给这个文件加锁，读完之后解锁。读写过程都会加锁。

 

写入磁盘缓存

写磁盘缓存的大概步骤是这样的，只是讲解一些思路，具体的详细信息需要大家查看源代码。
1.判断给的键值是否为空
2.加锁，保证多线程安全
3.把数据写入磁盘
4.更新缓存信息（包括但不限于保存磁盘缓存的总容量）
5.判断现在的磁盘缓存容量是否超过容量限制，若超出，按照缓存时间策略来删除对应的缓存，没有超过则不做操作
6.解锁，让其他线程可以进入操作

 

读取磁盘缓存

读磁盘缓存相对简单一些，就是找到文件，然后读取。1.判断给的键是否为空2.加锁，保证多线程安全3.把数据从磁盘读到内存对象中4.解锁，让其他线程可以进入操作

 

移除缓存

移除缓存就是文件的删除操作
1.判断给的键是否为空
2.加锁，保证多线程安全
3.把文件从磁盘中删除
4.解锁，让其他线程可以进入操作

PINMemoryCache解析
内存缓存相比磁盘缓存多了一个App收到内存警告或者App进入后台的时候清理缓存的功能。内存缓存的数据保存在字典里面。
[图片上传中。。。（10）]收到通知，清理内存缓存

1.收到系统内存警告通知，清理内存缓存2.收到App进入后台的系统通知,清理内存缓存

 

内存缓存设值

1.判断键值是否为空
2.加锁，保证多线程安全
3.将数据存到缓存池，也就是字典里面
4.更新缓存对应的数据
5.解锁
6.判断内存缓存容量是否超出，超过删除部分

 

内存缓存取值

1.判断键值是否为空
2.加锁，保证多线程安全
3.从字典里面取对应值
4.更新缓存对应的数据
5.解锁

 

内存缓存删除

1.取出内存缓存值
2.加锁
3.更新内存缓存容量
4.删除内存缓存
5.更新内存缓存对应的数据
6.解锁

总结
缓存一般️2个部分组成，一个是内存缓存，一个是磁盘缓存。
1.对于内存缓存来说，一般使用字典来作为数据的缓存池，配合一个保存每个内存缓存数据的缓存时间的字典，一个保存每个内存缓存数据的缓存容量的字典，一个保存内存缓存总容量的变量。对于增删改查操作，基本也都是围绕着字典来的，需要重点注意的就是在这些个操作过程的多线程安全问题，还有同步和异步访问方法，以及异步方法中的Block参数的循环引用问题。
2.对于磁盘缓存来说，使用文件系统来保存缓存数据，配合设置文件的参数，比如文件的修改日期（访问一次即修改一次），文件的大小来管理着这个缓存数据。对缓存数据的增删改查，也就是转化成为对文件的读写删除操作。
3.不管是内存缓存还是磁盘缓存，在删除超过限制容量的缓存的时候总是有一个同样的策略。有优先删除缓存最久，最少使用的策略，也有优先删除，容量最大，最少使用的策略。没有什么最好的策略，只有适合你业务产品的策略。最后感谢PINCache作者给我们提供了一个优秀的缓存开源框架。
本文章来源于项目内存缓存框架研究，旨在介绍PINCache的一些基本内容。具体的细节需要查看源代码了解。但是如果你觉得我的这篇文章对你有帮助，请在下方点个赞，让我知道这文章起了作用,谢谢!
参考
http://blog.ibireme.com/2015/10/26/yycache/
https://github.com/pinterest/PINCache