前言
开发过程中涉及到了对图片的内存缓存，顺便学习了下NSCache相关知识，并初步了解了一下SDWebimage关于缓存的部分。本文主要介绍NSCache，下一篇在介绍SDWebImage对缓存的处理。
后续有时间在看下磁盘缓存NSURLCache、YYCache。YYCache是比较经典的库，可以仔细看下。
NSCache相比于NSMutableDictionary实现缓存功能的优点
- NSCache是线程安全的，使用NSMutableDictionary自定义实现缓存时需要考虑加锁和释放锁，NSCache已经帮我们做好了这一步。
- 在内存不足时NSCache会自动释放存储的对象，不需要手动干预
- NSCache的键key不会被复制，所以key不需要实现NSCopying协议
NSCache 使用
//The name of the cache
@property (copy) NSString *name;
@property (nullable, assign) id<NSCacheDelegate> delegate;
- (nullable ObjectType)objectForKey:(KeyType)key;
//设置key、value
- (void)setObject:(ObjectType)obj forKey:(KeyType)key; // 0 cost
/*
设置key、value
cost表示obj这个value对象的占用的消耗？可以自行设置每个需要添加进缓存的对象的cost值
这个值与后面的totalCostLimit对应，如果添加进缓存的cost总值大于totalCostLimit就会自动进行删除
感觉在实际开发中直接使用setObject:forKey:方法就可以解决问题了
*/
- (void)setObject:(ObjectType)obj forKey:(KeyType)key cost:(NSUInteger)g;
//根据key删除value对象
- (void)removeObjectForKey:(KeyType)key;
//删除保存的所有的key-value
- (void)removeAllObjects;
/*
NSCache能够占用的消耗？的限制
当NSCache缓存的对象的总cost值大于这个值则会自动释放一部分对象直到占用小于该值
非严格限制意味着如果保存的对象超出这个大小也不一定会被删除
这个值就是与前面setObject:forKey:cost:方法对应
*/
@property NSUInteger totalCostLimit; // limits are imprecise/not strict
/*
缓存能够保存的key-value个数的最大数量
当保存的数量大于该值就会被自动释放
*/
@property NSUInteger countLimit; // limits are imprecise/not strict
/*
这个值与NSDiscardableContent协议有关，默认为YES
当一个类实现了该协议，并且这个类的对象不再被使用时意味着可以被释放
*/
@property BOOL evictsObjectsWithDiscardedContent;
@end
//NSCacheDelegate协议
@protocol NSCacheDelegate <NSObject>
@optional
//上述协议只有这一个方法，缓存中的一个对象即将被删除时被回调
- (void)cache:(NSCache *)cache willEvictObject:(id)obj;
@end
NSCache 释放时机
- 手动：
- 手动调用removeObjectForKey:方法
- 手动调用removeAllObjects
- 自动
- NSCache缓存对象自身被释放
- 缓存中对象的个数大于countLimit，或，缓存中对象的总cost值大于totalCostLimit
- 程序进入后台后
- 收到系统的内存警告
- 清理的时候是全部清理还是清理到limit
- 进入后台+ OOM——清理quanbu
- 其余清理到limit
NSCache原理分析
基本实现
- NSMutableDictionary: 保存数据和索引
- NSLock: 通过每次lock()和unlock()保证了字典读写操作的线程安全
- NSCacheKey: 作为字典key的封装类，自身实现了hash和isEqual方法；即使存在没有实现Hashable的对象作为key，也可以借助NSObject提供的hashValue
- NSCacheEntry: 字典value的封装类，以及包含额外信息：
- cost: 记录对象占用内存空间的size值
- prevByCost: 链表中的前一个对象
- nextByCost: 链表中的后一个对象
- NSCache为什么还要把缓存的对象相互连接成一个链表呢？
- 方便自动清理。从实现逻辑可以看出，NSCache还包含一个head指针，每次给缓存字典里增加一个新的对象时，同时执行链表插入操作。插入规则是：根据对象的占用内存的空间值cost的大小，将占用内存最小（即cost最小）的对象作为head，向后按大小顺序将对象插入到链表中合适的位置，最终形成一个按cost由小到大顺序排练成的有序链表。链表的特点是节点的快速插入和删除，所以链表的创建几乎可以不用在意性能损耗。当一个有序链表形成后，每次添加缓存对象时，都会检查是否达到缓存设置的峰值，如果超过峰值，就开始从head位置依次删除对象，直到缓存占用空间/数量回归到设定限制之内。
缺点
- 缺失必要的缓存淘汰算法
- 每次自动清理缓存的时候，删除节点的顺序是从链表的head开始，依次向后清理缓存数据。那么问题在于链表的排序是cost排序，如果出现对缓存对象无法估算占用空间的话，就会导致建立的链表丧失了“有序”的概念，每次添加cost为0的对象，就只能保存在head位置。
- 比如我用NSCache来缓存图片，然后设置countLimit等于10，即最多允许缓存10张图片。缓存的时候正常调用[cache setObject:image forKey:imageURL]，而该方法默认缓存对象的cost为0，即没法估算图片的占用存储空间，因此每次缓存图片时，只能把图片依次插入在head节点。等到缓存图片数量超过10张以后，NSCache因为数量限制原因，开始从head位置清理图片，这就导致每次只能清理掉最新缓存的图片，而最早保存的10张图片就一直占据着缓存里，不会释放，这样的实现其实并不科学对吧。
