iOS缓存框架－PINCache解读

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，限制缓存对象的存活时间等。

 [[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

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diskCache对象加锁，写完之后解锁。在读磁盘缓存的时候也会给diskCache对象加锁，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。

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。

参考

http://blog.ibireme.com/2015/10/26/yycache/
https://github.com/pinterest/PINCache