1 NSCache 和 NSDictionary 的区别
首先看一下 Apple 对 NSCache 的介绍：
* The NSCache class incorporates various auto-eviction policies, which ensure that a cache doesn’t use too much of the system’s memory. If memory is needed by other applications, these policies remove some items from the cache, minimizing its memory footprint.
* You can add, remove, and query items in the cache from different threads without having to lock the cache yourself.
* Unlike an NSMutableDictionary object, a cache does not copy the key objects that are put into it.
简单翻译一下：
(1) NSCache 内部含有自动丢弃策略，保证不占用过多内存；
(2) 线程安全；
(3) 和 NSMutableDictionary 不同，存储时不会对 key 进行copy。
对NSCache的 3 个特点可以这样理解：内部的机制，保证了存入的缓存数据能够及时释放；内部含锁，保证线程安全，相比 NSDictionary, 执行效率会降低；对 key 不拷贝，能带来执行效率的提升。
对特点 3 举例验证：
UIView *v = [UIView new];
NSMutableArray *array = [NSMutableArray array];
[self.cache setObject:array forKey:v];
[self.dict setObject:array forKey:v];
NSMutableArray类实现了NSCopying协议， 而UIView 类没有。上述代码在执行到最后一行时，会报错：
reason: '-[UIView copyWithZone:]: unrecognized selector sent to instance 0x7fe29fe097c0'
说明 NSDictionary 在存储时，调用了NSCopying的copyWithZone方法。对代码进行如下调整：
UIView *v = [UIView new];
NSMutableArray *array = [NSMutableArray array];
[self.cache setObject:v forKey:array];
[self.dict setObject:v forKey:array];
执行成功。在控制台查询更详细信息：
(lldb) po [v valueForKey:@"retainCount"]
2
(lldb) po [v valueForKey:@"retainCount"]
3
(lldb) po array
<__NSArrayM 0x600002d223a0>(
)
(lldb) po [self.dict allKeys]
<__NSSingleObjectArrayI 0x600002170370>(
<__NSArray0 0x7fff8062d430>(
)
能够看到NSArray 作为 NSDictionary 使用后，其内存地址发生了变化。从 v 的retainCount属性变化，能够看出无论是NSCache, 还是NSDictionary，存储时，都是将value值的retainCount增加，也就是对值的浅copy。
2 NSCache 的使用
使用NSCache作为容器使用，在其delegate方法- (void)cache:(NSCache *)cache willEvictObject:(id)obj中，能够看到其移除内部数据的过程。
将NSCache设置足够的个数和容量，反复 3 次读取图片数据在NSCache中存储，然后将 App 退到后台。
- (NSCache *)cache {
if (!_cache) {
_cache = [NSCache new];
_cache.countLimit = 10;
//byte计算
_cache.totalCostLimit = 100000;
_cache.delegate = self;
_cache.evictsObjectsWithDiscardedContent = YES;
}
return _cache;
}
#pragma mark - NSCacheDelegate
- (void)cache:(NSCache *)cache willEvictObject:(id)obj {
NSLog(@"删除数据:%@", obj);
}
- (void)btnClick {
for(int i = 0;i < 3;i++){
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfFile:[[NSBundle mainBundle]
pathForResource:@"icon_big.png" ofType:nil]];
[self.cache setObject:data forKey:[NSString stringWithFormat:@"data_%d",i] cost:0];
NSLog(@"存入数据%d：%@", i, data);
}
}
观察控制台输出数据：
2020-06-16 10:22:29.213051+0800 NSCacheTest[70324:1233069] 存入数据0：{length = 19050, bytes = 0x89504e47 0d0a1a0a 00000004 43674249 ... 49454e44 ae426082 }
2020-06-16 10:22:29.213375+0800 NSCacheTest[70324:1233069] 存入数据1：{length = 19050, bytes = 0x89504e47 0d0a1a0a 00000004 43674249 ... 49454e44 ae426082 }
2020-06-16 10:22:29.213715+0800 NSCacheTest[70324:1233069] 存入数据2：{length = 19050, bytes = 0x89504e47 0d0a1a0a 00000004 43674249 ... 49454e44 ae426082 }
2020-06-16 10:22:33.587077+0800 NSCacheTest[70324:1233069] 删除数据:{length = 19050, bytes = 0x89504e47 0d0a1a0a 00000004 43674249 ... 49454e44 ae426082 }
2020-06-16 10:22:33.587236+0800 NSCacheTest[70324:1233069] 删除数据:{length = 19050, bytes = 0x89504e47 0d0a1a0a 00000004 43674249 ... 49454e44 ae426082 }
2020-06-16 10:22:33.587356+0800 NSCacheTest[70324:1233069] 删除数据:{length = 19050, bytes = 0x89504e47 0d0a1a0a 00000004 43674249 ... 49454e44 ae426082 }
能够看出App进入后台时，NSCache主动释放内部全部数据。
3 NSPurgeableData
查找网上NSCache资料时，发现很多均连带了NSPurgeableData。查询NSPurgeableData的文档介绍中，有这么一段：
You may use these objects by themselves, and do not necessarily have
to use them in conjunction with NSCache to get the purging behavior.
The NSCache class incorporates a caching mechanism with some auto-removal
policies to ensure that its memory footprint does not get too large.
大意是说NSPurgeableData可以独立NSCache使用，NSCache内部有一些自动清理机制，保证不占用太大内存。对这么多NSCache文章中连带介绍NSPurgeableData`原因，感到有些疑惑。
将上述存入NSCache中的数据，替换成NSPurgeableData, 然后让app进入后台。
for(int i = 0;i < 3;i++){
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfFile:[[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"icon_big.png" ofType:nil]];
NSPurgeableData *data2 = [NSPurgeableData dataWithData: data];
[self.cache setObject:data2 forKey:[NSString stringWithFormat:@"image_%d",i] cost:data2.length];
[data2 endContentAccess];
NSLog(@"存入数据%d：%@", i, data);
}
2020-06-16 10:27:00.632593+0800 NSCacheTest[70567:1239254] 存入数据0：{length = 19050, bytes = 0x89504e47 0d0a1a0a 00000004 43674249 ... 49454e44 ae426082 }
2020-06-16 10:27:00.632939+0800 NSCacheTest[70567:1239254] 存入数据1：{length = 19050, bytes = 0x89504e47 0d0a1a0a 00000004 43674249 ... 49454e44 ae426082 }
2020-06-16 10:27:00.633179+0800 NSCacheTest[70567:1239254] 存入数据2：{length = 19050, bytes = 0x89504e47 0d0a1a0a 00000004 43674249 ... 49454e44 ae426082 }
从控制台的结果中，发现NSCache并没有自动清除NSPurgeableData的过程。个人理解NSPurgeableData的自动清除是不正确的，而是其数据内容的计数可以配合beginContentAccess和endContentAccess进行加/减，在其为 0 时，该对象可以使用discardContentIfPossible进行内存的及时回收。
4 内存警告时的处理。
收到内存警告时，可以使用手动移除NSCache和NSPurgeableData对象，及时释放占用的内存。
- (void)didReceiveMemoryWarning {
[super didReceiveMemoryWarning];
[self.cache removeAllObjects];
//内存清除后，在 cache 属性 evictsObjectsWithDiscardedContent 为 YES(默认)时，会自动从NSCache中移除
[self.data discardContentIfPossible];
}
其中NSCache中存储的NSPurgeableData中内容被discard成功时，同时NSCache的evictsObjectsWithDiscardedContent属性为YES时（系统默认为YES），会自动将NSPurgeableData移除。
5 NSCache和NSMutableDictinary作为缓存时的性能对比
这里贴一下某个前辈的两个总结：
性能1
性能2
总结
相比NSDictionary，使用 NSCache 作为缓存能够将占用的内存及时回收，进入后台时会主动将内部存储的数据进行释放，而且在满足条件时，会自动移除NSPurgeableData类型的数据。NSCache并非完美的缓存，因为线程安全的存在，效率欠佳。
参考：
1 https://juejin.im/entry/5948bd53fe88c2006a93744e
2 https://juejin.im/post/5d85dfe7e51d4561f777e28d
3 http://blog.ipalfish.com/?author=22
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