我们平常的iOS开发过程中,总会遇到各种需要缓存的需求,今天就来总结一下关于缓存方面的知识。
从缓存的类型上来说,通常一个缓存是由内存缓存和磁盘缓存组成的。
内存缓存其容量有限但是可以高速存取,反之磁盘缓存是一种容量大但存储速率相对较慢的缓存。
苹果也为开发者提供了一种内存缓存方式NSCache,NSCache的API类似于NSDictionary,使用方便,在著名的AF和SDWebImage框架中被使用来进行缓存管理。
这里要注意一下:
苹果官方文档提到过在系统内存吃紧发出内存警告时,NSCache会自动释放对象。因此通常会在
收到内存警告时主动调用其removeAllObjects方法来释放对象。
NSCache是线程安全的,因此在多线程操作中,不需要对其加锁。
NSCache的key只是对对象进行强引用而不是拷贝,因此在清理时计算的大小是缓存的实际大小而不是引用的大小。
NSCache提供了NSCacheDelegate,在缓存对象即将被清理的时候(回收过程),系统回调其代理方法,一般只在测试环境下调用。
提供一段简单的代码看下:
另外,参考来自大神ibireme文章的分析:NSCache的性能和key 的相似度有关,如果存在大量相似的key(比如"1","2","3"......)NSCache的存储性能下降的会非常厉害,大量的时间被消耗在CFStringEqual()上。
磁盘缓存的实现技术大致分为三类:基于文件读写,基于mmap文件内存映射,基于数据库;
SDWebImage,TMDiskCache等缓存都是基于文件系统的,即一个value对应一个文件,通过文件读写来缓存数据,他们的性能比较相近。
FastImageCache采用的是mmap将文件映射到内存。mmap也有缺点:热数据的文件不要超过物理内存大小,不然mmap会导致内存交换严重降低性能;另外内存中的数据是定时flush到文件的,如果数据还未同步时程序就挂掉了就会导致数据错误,除了这些mmap性能还是很高的。
NSURLCache和faceBook的FBDiskCache都是基于SQLite数据库的。基于数据库的缓存可以很好的元数据,扩展方便,数据统计速度快,也很容易实现LRU或其他淘汰算法,但读写性能取决于数据大小,当单条数据小于20k时,数据越小SQLite读取性能越好,单条数据大于20k时,直接写文件的速度会更快。
备注:
关于OSSpinLock自旋锁:性能最高的锁,原理很容易理解,就是一直忙等(dowhile),但等待时会消耗大量CPU资源,所以它不适用于较长时间的任务,但是对于内存缓存的存取来说它非常合适。
dispatch_semaphore是信号量,当信号总量设为1时也可以当做锁来用。在没有等待情况出现时,它的性能比pthread_mutex还高,一旦有等待情况出现时,其性能就会下降很多。相对于OSSpinLock来说,它的优势在于等待时不会消耗CPU资源,对于磁盘缓存来说它比较合适。