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Glide都在用LruCache,你会多少呢?

Glide都在用LruCache,你会多少呢?

作者: ClericYi | 来源:发表于2020-02-24 21:23 被阅读0次

    前言

    说到Glide就有点尴尬,我本来想出一篇《手撕Glide》,但是很遗憾,源码实在太多了。写着写着就3000多字了,甚至还没写完,实在不合适,因为我写文的原则是短小精悍,所以就暂时不出这篇文章了,这次就先讲讲Glide都在用的LruCache有什么神奇之处。而且我抖音的面试在即,也不知道自己水平到了没有,现在出一篇算一篇先。

    思维导图

    使用方法及结果

    在项目中直接导入Glide的库,调用内部的LruCache来看看效果。

    LruCache lruCache = new LruCache<String, Integer>(2);
    lruCache.put("1", 1);
    lruCache.put("2", 2);
    lruCache.put("1", 1);
    lruCache.put("3", 3);
    System.out.println(lruCache.get("1"));
    System.out.println(lruCache.get("2"));
    System.out.println(lruCache.get("3"));
    

    简要说明代码内容,创建一个空间为2的存储空间(这里先不透漏内部结构),用put()方法对数据进行存储,再通过get()对每个数据进行一次获取操作,然后我们再来看看结果。

    我的天!!2没了? 这是怎么一回事??为了知道答案,那我们只好进入Glide的库中看看原因了。

    LruCache源码导读

    先看看LruCache的变量家庭里有哪些小家伙把。

    public class LruCache<T, Y> {
      // 容量为100的双向链表
      private final Map<T, Y> cache = new LinkedHashMap<>(100, 0.75f, true); 
      private final long initialMaxSize; // 初始化最大容量
      private long maxSize; // 最大容量
      private long currentSize; // 已存在容量
    }
    

    同样对于LruCache来说不也和HashMap一样只有三步骤要走嘛,那我就从这三个步骤入手探索一下LruCache好了,但是我们要带上一个问题出发initialMaxSize的作用是什么?

    new LruCache<T, Y>(size)

      public LruCache(long size) {
        this.initialMaxSize = size;
        this.maxSize = size;
      }
    

    到这里想来读者都已经知道套路了,也就初始化了初始化最大容量和最大容量,那就直接下一步。

    put(key, value)

    public synchronized Y put(@NonNull T key, @Nullable Y item) {
        // 返回值就是一个1
        final int itemSize = getSize(item);
        // 如果1大于等于最大值就无操作
        // 也就说明整个初始化的时候并不能将size设置成1
        if (itemSize >= maxSize) {
          //用于重写的保留方法
          onItemEvicted(key, item);
          return null;
        }
        // 对当前存在数据容量加一
        if (item != null) {
          currentSize += itemSize;
        }
        @Nullable final Y old = cache.put(key, item);
        if (old != null) {
          currentSize -= getSize(old);
        
          if (!old.equals(item)) {
            onItemEvicted(key, old);
          }
        }
        evict(); // 1 -->
    
        return old;
      }
    // 由注释1直接调用的方法
    private void evict() {
        trimToSize(maxSize); // 2 -->
      }
    // 由注释2直接调用的方法 
    protected synchronized void trimToSize(long size) {
        Map.Entry<T, Y> last;
        Iterator<Map.Entry<T, Y>> cacheIterator;
        // 说明当前的容量大于了最大容量
        // 需要对最后的数据进行一个清理
        while (currentSize > size) {
          cacheIterator = cache.entrySet().iterator();
          last = cacheIterator.next();
          final Y toRemove = last.getValue();
          currentSize -= getSize(toRemove);
          final T key = last.getKey();
          cacheIterator.remove();
          onItemEvicted(key, toRemove);
        }
      }
    

    这是一个带锁机制的方法,通过对当前容量和最大容量的判断,来抉择是否需要把我们的数据进行一个删除。但是问题依旧存在,initialMaxSize的作用是什么?,我们能够知道的是maxSize是一个用于控制容量大小的值。

    get()

     public synchronized Y get(@NonNull T key) {
        return cache.get(key);
      }
    

    那这就是调用了LinkedHashMap中的数据,但是终究还是没有说出initialMaxSize的作用。

    关于initialMaxSize

    这里就不买关子了,因为其实就我的视角来看这个initialMaxSize确实是没啥用处的。哈哈哈哈哈!!!但是,又一个地方用到了它。

    public synchronized void setSizeMultiplier(float multiplier) {
        if (multiplier < 0) {
          throw new IllegalArgumentException("Multiplier must be >= 0");
        }
        maxSize = Math.round(initialMaxSize * multiplier);
        evict();
      }
    

    也就是用于调控我们的最大容量大小,但是我觉得还是没啥用,可是是我太菜了吧,这个方法没有其他调用它的方法,是一个我们直接在使用过程中使用的,可能和数据多次使用的一个保存之类的问题相关联把,场景的话也就类似Glide的图片缓存加载把。也希望知道的读者能给我一个解答。

    LinkedHashMap

    因为操作方式和HashMap一致就不再复述,就看看他的节点长相。

    static class LinkedHashMapEntry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
            // 存在前后节点,也就是我们所说的双向链表
            LinkedHashMapEntry<K,V> before, after;
            LinkedHashMapEntry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
                super(hash, key, value, next);
            }
    

    但是到这里,我又出现了一个问题,为什么我没有看到整个数据的移动?也就是最近使用的数据应该调换到最后开始的位置,他到底实在哪里进行处理的呢?做一个猜想好了,既然是使用了put()才会造成双向链表中数据的变换,那我们就应该是需要进入对LinkedHashMap.put()方法中进行查询。

    当然有兴趣探索的读者们,我需要提一个醒,就是这次的调用不可以直接进行对put()进行查询,那样只会调用到一个接口函数,或者是抽象类函数,最适合的方法还是使用我们的断点来进行探索查询。

    但是经过一段努力后,不断深度调用探索发现这样的问题,他最后会调用到这样的问题。

    // Callbacks to allow LinkedHashMap post-actions
    void afterNodeAccess(Node<K,V> p) { } // 把数据移动到最后一位
    void afterNodeInsertion(boolean evict) { }
    void afterNodeRemoval(Node<K,V> p) { }
    

    这是之前我们在了解HashMap是并没有发现几个方法,上面也明确写着为LinkedHashMap保留。哇哦!!那我们的操作肯定实在这些里面了。

    // --> HashMap源码第656行附近调用到下方方法
    // 在putVal()方法内部存在这个出现
    afterNodeAccess(e);
    // --> LinkedHashMap对其具体实现
    // 就是将当前数据直接推到最后一个位置
    // 也就是成为了最近刚使用过的数据
    void afterNodeAccess(Node<K,V> e) { // move node to last
            LinkedHashMapEntry<K,V> last;
            if (accessOrder && (last = tail) != e) {
                LinkedHashMapEntry<K,V> p =
                    (LinkedHashMapEntry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;
                p.after = null;
                if (b == null)
                    head = a;
                else
                    b.after = a;
                if (a != null)
                    a.before = b;
                else
                    last = b;
                if (last == null)
                    head = p;
                else {
                    p.before = last;
                    last.after = p;
                }
                tail = p;
                ++modCount;
            }
        }
    

    好了,自此我们也就清楚了整个链表的变换过程了。

    实战:手撸LruCache

    这是一个非常紧张刺激的环节了,撸代码前,我们来找找思路好了。

    (1)存储容器用什么? 因为LinkedHashMap的思路太过冗长,我们用数组来重新完成整个代码的构建

    (2)关键调用方法put()get()以及put()涉及的已存在变量移位。

    哇哦!看来要做的事情也并没有这么多,那我们就先来看看第一次构造出来的框架好了。

    public class LruCache {
    
        private Object objects[];
        private int maxSize;
        private int currentSize;
    
        public LruCache(int size){
            objects = new Object[size];
            maxSize = size;
        }
    
        /**
         * 插入item
         * @param item
         */
        public void put(Object item){
            
        }
    
        /**
         * 获取item
         * @param item
         */
        public Object get(Object item){
            return null;
        }
    
        /**
         * 根据下标对应,将后续数组移位
         * @param index
         */
        public void move(int index){
            
        }
    }
    

    因为只要是数组变换就存在移位,所以移位操作是必不可少的。那我们现在的工作也就是把数据填好了,对应的移位是怎么样的操作的思路了。

    public class LruCache {
    
        public Object objects[];
        private int maxSize;
        public int currentSize;
    
        public LruCache(int size) {
            objects = new Object[size];
            maxSize = size;
        }
    
        /**
         * 插入item
         *
         * @param item
         */
        public void put(Object item) {
            // 容量未满时分成两种情况
            // 1。 容器内存在
            // 2。 容器内不存在
            int index = search(item);
            if (index == -1) {
                if (currentSize < maxSize) { //容器未满,直接插入
                    objects[currentSize] = item;
                    currentSize++;
                } else { // 容器已满,删去头部插入
                    move(0);
                    objects[currentSize - 1] = item;
                }
            }else {
                move(index);
            }
        }
    
        /**
         * 获取item
         *
         * @param item
         */
        public Object get(Object item) {
            int index = search(item);
            return index == -1 ? null : objects[index];
        }
    
        /**
         * 根据下标对应,将后续数组移位
         *
         * @param index
         */
        public void move(int index) {
            Object temp = objects[index];
            // 将后续数组移位
            for (int i = index; i < currentSize - 1; i++) {
                objects[i] = objects[i + 1];
            }
            objects[currentSize - 1] = temp;
        }
    
        /**
         * 搜寻数组中的数组
         * 存在则返回下标
         * 不存在则返回 -1
         * @param item
         * @return
         */
        private int search(Object item) {
            for (int i = 0; i < currentSize; i++) {
                if (item.equals(objects[i])) return I;
            }
            return -1;
        }
    

    因为已经真的写的比较详细了,也没什么难度的撸了我的20分钟,希望读者们能够快入入门,下面给出我的一份测试样例,结束这个话题。

    总结

    想来我们都知道在操作系统中有这样的问题需要思考,具体题型的话就是缺页中断。
    用一个例题来彻底了解LruCache的算法。

    例: 存入内存的数据序列为:(1,2,1,3,2),内存容量为2。

    最近使用 最久未使用 动作
    1 1入内存
    2 1 2入内存
    1 2 1入内存,交换1和2的使用频率
    3 1 3入内存,内存不足,排出2
    2 3 2入内存,内存不足,排出1

    LruCache 主要用于缓存的处理,这里的缓存主要指的是内存缓存和磁盘缓存。

    以上就是我的学习成果,如果有什么我没有思考到的地方或是文章内存在错误,欢迎与我分享。


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