iOS中NSCache缓存机制

作者: 谢谢生活 | 来源:发表于2017-05-12 11:02 被阅读347次

应用场景：

iOS中需要频繁读取的数据，都可以用NSCache把数据缓存到内存中提高读取性能。

正文：

一：定义

NSCache是系统提供的一种类似于集合（NSMutableDictionary）的缓存，它与集合的不同如下：

NSCache具有自动删除的功能，以减少系统占用的内存；
NSCache是线程安全的，不需要加线程锁；
键对象不会像 NSMutableDictionary 中那样被复制。（键不需要实现 NSCopying 协议）。

二：属性介绍

NSCache的属性以及方法介绍：
@property NSUInteger totalCostLimit;
设置缓存占用的内存大小，并不是一个严格的限制，当总数超过了totalCostLimit设定的值，系统会清除一部分缓存，直至总消耗低于totalCostLimit的值。
@property NSUInteger countLimit;
设置缓存对象的大小，这也不是一个严格的限制。

- (id)objectForKey:(id)key;
获取缓存对象，基于key-value对
- (void)setObject:(id)obj forKey:(id)key; // 0 cost
存储缓存对象，考虑缓存的限制属性；
- (void)setObject:(id)obj forKey:(id)key cost:(NSUInteger)g;
存储缓存对象，cost是提前知道该缓存对象占用的字节数，也会考虑缓存的限制属性，建议直接使用  - (void)setObject:(id)obj forKey:(id)key;
NSCacheDelegate代理

三：代理属性声明如下

@property (assign) id<NSCacheDelegate>delegate;
实现了NSCacheDelegate代理的对象，在缓存对象即将被清理的时候，系统回调代理方法如下：
- (void)cache:(NSCache *)cache willEvictObject:(id)obj;
第一个参数是当前缓存（NSCache），不要修改该对象；
第二个参数是当前将要被清理的对象，如果需要存储该对象，可以在此操作（存入Sqlite or CoreData）;
该代理方法的调用会在缓存对象即将被清理的时候调用，如下场景会调用：

1. - (void)removeObjectForKey:(id)key; 手动删除对象；
2. 缓存对象超过了NSCache的属性限制；（countLimit 和 totalCostLimit ）
3. App进入后台会调用；
4. 系统发出内存警告；

四：NSDiscardableContent协议

NSDiscardableContent是一个协议，实现这个协议的目的是为了让我们的对象在不被使用时，可以将其丢弃，以让程序占用更少的内存。
一个NSDiscardableContent对象的生命周期依赖于一个“counter”变量。一个NSDiscardableContent对象实际是一个可清理内存块，这个内存记录了对象当前是否被其它对象使用。如果这块内存正在被读取，或者仍然被需要，则它的counter变量是大于或等于1的；当它不再被使用时，就可以丢弃，此时counter变量将等于0。当counter变量等于0时，如果当前时间点内存比较紧张的话，内存块就可能被丢弃。这点类似于MRC&ARC，对象内存回收机制。

- (void)discardContentIfPossible
当counter等于0的时候，为了丢弃这些对象，会调用这个方法。
默认情况下，NSDiscardableContent对象的counter变量初始值为1，以确保对象不会被内存管理系统立即释放。
- (BOOL)beginContentAccess    (counter++)
调用该方法，对象的counter会加1；
与beginContentAccess相对应的是endContentAccess。如果可丢弃内存不再被访问时调用。其声明如下：
- (void)endContentAccess  （counter--）
该方法会减少对象的counter变量，通常是让对象的counter值变回为0，这样在对象的内容不再被需要时，就要以将其丢弃。
NSCache类提供了一个属性，来标识缓存是否自动舍弃那些内存已经被丢弃的对象(默认该属性为YES)，其声明如下：
@property BOOL evictsObjectsWithDiscardedContent
如果设置为YES，则在对象的内存被丢弃时舍弃对象。
个人建议：如果需要使用缓存，直接用系统的NSCache就OK了，不要做死。
NSCache就写到这里了，欢迎大家来指正错误，我们一起进步，感谢大家的阅读。

使用场景

一：缓存数量限制代码示例

代码演练

需要实现NSCacheDelegate
@interface ViewController () <NSCacheDelegate>
实现代理方法：
// MARK: NSCache Delegate
// 当缓存中的对象被清除的时候，会自动调用
// obj 就是要被清理的对象
// 提示：不建议平时开发时重写！仅供调试使用
- (void)cache:(NSCache *)cache willEvictObject:(id)obj {
    [NSThread sleepForTimeInterval:0.5];
    NSLog(@"清除了-------> %@", obj);
}
声明NSCache变量:
@property (nonatomic, strong) NSCache *cache;
懒加载：
- (NSCache *)cache {
    if (_cache == nil) {
        _cache = [[NSCache alloc] init];
        // 设置数量限制,最大限制为10
        _cache.countLimit = 10;
        _cache.delegate = self;
    }
    return _cache;
}
测试Demo：
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    for (int i = 0; i < 20; ++i) {
        NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"hello - %04d", i];

        NSLog(@"设置 %@", str);
        // 添加到缓存
        [self.cache setObject:str forKey:@(i)];
    }

    // - 查看缓存内容，NSCache 没有提供遍历的方法，只支持用 key 来取值
    for (int i = 0; i < 20; ++i) {
        NSLog(@"缓存中----->%@", [self.cache objectForKey:@(i)]);
    }
}

运行结果：
2015-03-25 09:27:19.953 01-NSCache演练[26010:681046] 设置 hello - 0000
2015-03-25 09:27:19.954 01-NSCache演练[26010:681046] 设置 hello - 0001
2015-03-25 09:27:19.954 01-NSCache演练[26010:681046] 设置 hello - 0002
2015-03-25 09:27:19.954 01-NSCache演练[26010:681046] 设置 hello - 0003
2015-03-25 09:27:19.954 01-NSCache演练[26010:681046] 设置 hello - 0004
2015-03-25 09:27:19.954 01-NSCache演练[26010:681046] 设置 hello - 0005
2015-03-25 09:27:19.954 01-NSCache演练[26010:681046] 设置 hello - 0006
2015-03-25 09:27:19.955 01-NSCache演练[26010:681046] 设置 hello - 0007
2015-03-25 09:27:19.955 01-NSCache演练[26010:681046] 设置 hello - 0008
2015-03-25 09:27:19.955 01-NSCache演练[26010:681046] 设置 hello - 0009
2015-03-25 09:27:19.955 01-NSCache演练[26010:681046] 设置 hello - 0010
2015-03-25 09:27:20.456 01-NSCache演练[26010:681046] 清除了-------> hello - 0000
2015-03-25 09:27:20.457 01-NSCache演练[26010:681046] 设置 hello - 0011
2015-03-25 09:27:20.957 01-NSCache演练[26010:681046] 清除了-------> hello - 0001
2015-03-25 09:27:20.957 01-NSCache演练[26010:681046] 设置 hello - 0012
2015-03-25 09:27:21.458 01-NSCache演练[26010:681046] 清除了-------> hello - 0002
2015-03-25 09:27:21.459 01-NSCache演练[26010:681046] 设置 hello - 0013
2015-03-25 09:27:21.959 01-NSCache演练[26010:681046] 清除了-------> hello - 0003
2015-03-25 09:27:21.959 01-NSCache演练[26010:681046] 设置 hello - 0014
2015-03-25 09:27:22.461 01-NSCache演练[26010:681046] 清除了-------> hello - 0004
2015-03-25 09:27:22.461 01-NSCache演练[26010:681046] 设置 hello - 0015
2015-03-25 09:27:22.962 01-NSCache演练[26010:681046] 清除了-------> hello - 0005
2015-03-25 09:27:22.962 01-NSCache演练[26010:681046] 设置 hello - 0016
2015-03-25 09:27:23.464 01-NSCache演练[26010:681046] 清除了-------> hello - 0006
2015-03-25 09:27:23.464 01-NSCache演练[26010:681046] 设置 hello - 0017
2015-03-25 09:27:23.965 01-NSCache演练[26010:681046] 清除了-------> hello - 0007
2015-03-25 09:27:23.965 01-NSCache演练[26010:681046] 设置 hello - 0018
2015-03-25 09:27:24.466 01-NSCache演练[26010:681046] 清除了-------> hello - 0008
2015-03-25 09:27:24.466 01-NSCache演练[26010:681046] 设置 hello - 0019
2015-03-25 09:27:24.967 01-NSCache演练[26010:681046] 清除了-------> hello - 0009
2015-03-25 09:27:24.967 01-NSCache演练[26010:681046] 缓存中----->(null)
2015-03-25 09:27:24.967 01-NSCache演练[26010:681046] 缓存中----->(null)
2015-03-25 09:27:24.968 01-NSCache演练[26010:681046] 缓存中----->(null)
2015-03-25 09:27:24.968 01-NSCache演练[26010:681046] 缓存中----->(null)
2015-03-25 09:27:24.968 01-NSCache演练[26010:681046] 缓存中----->(null)
2015-03-25 09:27:24.968 01-NSCache演练[26010:681046] 缓存中----->(null)
2015-03-25 09:27:24.969 01-NSCache演练[26010:681046] 缓存中----->(null)
2015-03-25 09:27:24.969 01-NSCache演练[26010:681046] 缓存中----->(null)
2015-03-25 09:27:24.969 01-NSCache演练[26010:681046] 缓存中----->(null)
2015-03-25 09:27:24.969 01-NSCache演练[26010:681046] 缓存中----->(null)
2015-03-25 09:27:24.969 01-NSCache演练[26010:681046] 缓存中----->hello - 0010
2015-03-25 09:27:24.970 01-NSCache演练[26010:681046] 缓存中----->hello - 0011
2015-03-25 09:27:24.970 01-NSCache演练[26010:681046] 缓存中----->hello - 0012
2015-03-25 09:27:24.970 01-NSCache演练[26010:681046] 缓存中----->hello - 0013
2015-03-25 09:27:24.970 01-NSCache演练[26010:681046] 缓存中----->hello - 0014
2015-03-25 09:27:24.971 01-NSCache演练[26010:681046] 缓存中----->hello - 0015
2015-03-25 09:27:24.971 01-NSCache演练[26010:681046] 缓存中----->hello - 0016
2015-03-25 09:27:24.971 01-NSCache演练[26010:681046] 缓存中----->hello - 0017
2015-03-25 09:27:24.971 01-NSCache演练[26010:681046] 缓存中----->hello - 0018
2015-03-25 09:27:24.971 01-NSCache演练[26010:681046] 缓存中----->hello - 0019

总结
通过打印结果可以知道，当超多最大成本限制的时候，会先清除缓存中的一条数据，再存入一条新的数据。最后缓存中只能保存最大成本数的数据，即10条。

二：关联沙箱代码示例：（减少频繁读取文件时间）

代码示例

#import "AHPersonInfoManager.h"
#import "YYModel.h"
@interface AHPersonInfoManager()
//用户信息模型
@property(nonatomic,strong)AHPersonInfoModel *model;
//个人信息缓存
@property(nonatomic,strong)NSCache *infoModelCache;

@end

@implementation AHPersonInfoManager

+(instancetype)manager{
    static AHPersonInfoManager *personInfoManager = nil;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        @synchronized (personInfoManager) {
            personInfoManager = [[AHPersonInfoManager alloc]init];
            personInfoManager.infoModelCache = [[NSCache alloc]init];
        }
       
    });
    return personInfoManager;
}

#pragma mark 个人资料

-(AHPersonInfoModel*)getInfoModel{
    //读取缓存
    if (_infoModelCache) {
        return [_infoModelCache objectForKey:@"infoModel"];
    }
    //读取文件
    NSArray *paths = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES);
    //获取完整路径
    NSString *documentsDirectory = [paths objectAtIndex:0];
//    LOG(@"homeDirectory = %@", documentsDirectory);
    NSString *plistPath = [documentsDirectory stringByAppendingPathComponent:PersonInfoFilePath];
    //读出文件
    if (  [[NSFileManager defaultManager] fileExistsAtPath:plistPath]) {
        NSMutableDictionary *infoDic = [[[NSMutableDictionary alloc] initWithContentsOfFile:plistPath] mutableCopy];
        _model = [AHPersonInfoModel yy_modelWithDictionary:infoDic];
    }else{
        //防nil
        _model = [[AHPersonInfoModel alloc]init];
    }
    //写入缓存
    [_infoModelCache setObject:_model forKey:@"infoModel"];
    return _model;
}

-(void)setInfoModel:(AHPersonInfoModel*)infoModel{
    @synchronized (self) {
        //写入缓存
        if (!_infoModelCache) {
            _infoModelCache = [[NSCache alloc]init];
        }
        [_infoModelCache setObject:infoModel forKey:@"infoModel"];
        //写入文件
        NSArray *paths = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES);
        //获取完整路径
        NSString *documentsDirectory = [paths objectAtIndex:0];
        //    LOG(@"homeDirectory = %@", documentsDirectory);
        NSString *plistPath = [documentsDirectory stringByAppendingPathComponent:PersonInfoFilePath];
        NSDictionary *dic = [infoModel yy_modelToJSONObject];
        //写入文件
        [dic writeToFile:plistPath atomically:YES];
        _model = infoModel;
    }

}

-(void)setWithJson:(id)json{
    @synchronized (self) {
        NSMutableDictionary *newInfoDic = [json yy_modelToJSONObject];
        NSArray *paths = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES);
        //获取完整路径
        NSString *documentsDirectory = [paths objectAtIndex:0];
        //    LOG(@"homeDirectory = %@", documentsDirectory);
        NSString *plistPath = [documentsDirectory stringByAppendingPathComponent:PersonInfoFilePath];
        //原模型字典
        NSMutableDictionary *oldInfoDic= [[[NSMutableDictionary alloc] initWithContentsOfFile:plistPath] mutableCopy];
        //防nil
        if (!([oldInfoDic allKeys].count >0)) {
            oldInfoDic = [NSMutableDictionary dictionary];
        }
        
        //修改对应的key-value
        NSArray *keyArray  = [newInfoDic allKeys];
        if (keyArray.count>0) {
            for (NSString *key in keyArray) {
                if (  [newInfoDic objectForKey:key]) {
                    //去除星座
                    if ([key isEqualToString:@"constellation"]) {
                        
                    }else{
                        [oldInfoDic setObject:newInfoDic[key] forKey:key];
                    }
                    
                }
            }
            [oldInfoDic writeToFile:plistPath atomically:YES];
            //写入缓存
            if (!_infoModelCache) {
                _infoModelCache = [[NSCache alloc]init];
            }
            AHPersonInfoModel *infoModel = [AHPersonInfoModel yy_modelWithJSON:oldInfoDic];
            [_infoModelCache setObject:infoModel forKey:@"infoModel"];
       
        }
    }
}

iOS中NSCache缓存机制

应用场景：

正文：

一：定义

二：属性介绍

三：代理属性声明如下

四：NSDiscardableContent协议

使用场景

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二：关联沙箱代码示例：（减少频繁读取文件时间）

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