YYCache源码分析（一） - YYMemoryCache

article/2025/10/4 4:14:53

一. 文件结构：

YYCache主要分为YYCache、YYDiskCache和YYMemoryCache三个类，YYDiskCache实现了硬盘缓存的功能，YYMemoryCache实现了内存缓存的功能，YYCache类提供了通用的缓存存取的方法，内部调用YYMemoryCache和YYDiskCache的方法。

二. YYCache的使用：

    // 0.初始化YYCacheYYCache *cache = [YYCache cacheWithName:@"mydb"];// 1.缓存普通字符[cache setObject:@"哈哈哈" forKey:@"name"];NSString *name = (NSString *)[cache objectForKey:@"name"];NSLog(@"name: %@", name);// 2.缓存模型[cache setObject:(id<NSCoding>)model forKey:@"user"];// 3.缓存数组NSMutableArray *array = @[].mutableCopy;for (NSInteger i = 0; i < 10; i ++) {[array addObject:model];}// 异步缓存[cache setObject:array forKey:@"user" withBlock:^{// 异步回调NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);NSLog(@"array缓存完成....");}];// 延时读取dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(0.3 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{// 异步读取[cache objectForKey:@"user" withBlock:^(NSString * _Nonnull key, id<NSCoding>  _Nonnull object) {// 异步回调NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);NSLog(@"%@", object);}];});

三. YYMemoryCache.h文件分析

YYMemoryCache是内存缓存，所以存取速度非常快，主要用到两种数据结构的LRU淘汰算法

1.LRU

Cache的容量是有限的，当Cache的空间都被占满后，如果再次发生缓存失效，就必须选择一个缓存块来替换掉.LRU法是依据各块使用的情况， 总是选择那个最长时间未被使用的块替换。这种方法比较好地反映了程序局部性规律

2.LRU主要采用两种数据结构实现

  • 双向链表（Doubly Linked List）
  • 哈希表（Dictionary）

3.对一个Cache的操作无非三种：插入、替换、查找

  • 插入：当Cache未满时，新的数据项只需插到双链表头部即可
  • 替换：当Cache已满时，将新的数据项插到双链表头部，并删除双链表的尾结点即可
  • 查找：每次数据项被查询到时，都将此数据项移动到链表头部

4.分析图(分析源码时可以对照该图)

这里写图片描述

5.YYMemoryCache.m里的两个类

链表节点_YYLinkedMapNode：

@interface _YYLinkedMapNode : NSObject {@package// 指向前一个节点__unsafe_unretained _YYLinkedMapNode *_prev; // retained by dic// 指向后一个节点__unsafe_unretained _YYLinkedMapNode *_next; // retained by dic// 缓存keyid _key;// 缓存对象id _value;// 当前缓存内存开销NSUInteger _cost;// 缓存时间NSTimeInterval _time;
}
@end

链表_YYLinkedMap：

@interface _YYLinkedMap : NSObject {@package// 用字典保存所有节点_YYLinkedMapNode (为什么不用oc字典?因为用CFMutableDictionaryRef效率高，毕竟基于c)CFMutableDictionaryRef _dic;// 总缓存开销NSUInteger _totalCost;// 总缓存数量NSUInteger _totalCount;// 链表头节点_YYLinkedMapNode *_head;// 链表尾节点_YYLinkedMapNode *_tail;// 是否在主线程上，异步释放 _YYLinkedMapNode对象BOOL _releaseOnMainThread;// 是否异步释放 _YYLinkedMapNode对象BOOL _releaseAsynchronously;
}
// 添加节点到链表头节点
- (void)insertNodeAtHead:(_YYLinkedMapNode *)node;
// 移动当前节点到链表头节点
- (void)bringNodeToHead:(_YYLinkedMapNode *)node;
// 移除链表节点
- (void)removeNode:(_YYLinkedMapNode *)node;
// 移除链表尾节点(如果存在)
- (_YYLinkedMapNode *)removeTailNode;
// 移除所有缓存
- (void)removeAll;
@end

方法插入、替换、查找方法实现：

// 添加节点到链表头节点
- (void)insertNodeAtHead:(_YYLinkedMapNode *)node {// 字典保存链表节点nodeCFDictionarySetValue(_dic, (__bridge const void *)(node->_key), (__bridge const void *)(node));// 叠加该缓存开销到总内存开销_totalCost += node->_cost;// 总缓存数+1_totalCount++;if (_head) {// 存在链表头，取代当前表头node->_next = _head;_head->_prev = node;// 重新赋值链表表头临时变量_head_head = node;} else {// 不存在链表头_head = _tail = node;}
}

存在表头情况图形分析

这里写图片描述

// 移动当前节点到链表头节点
- (void)bringNodeToHead:(_YYLinkedMapNode *)node {// 当前节点已是链表头节点if (_head == node) return;if (_tail == node) {//**如果node是链表尾节点**// 把node指向的上一个节点赋值给链表尾节点_tail = node->_prev;// 把链表尾节点指向的下一个节点赋值nil_tail->_next = nil;} else {//**如果node是非链表尾节点和链表头节点**// 把node指向的上一个节点赋值給node指向的下一个节点node指向的上一个节点node->_next->_prev = node->_prev;// 把node指向的下一个节点赋值给node指向的上一个节点node指向的下一个节点node->_prev->_next = node->_next;}// 把链表头节点赋值给node指向的下一个节点node->_next = _head;// 把node指向的上一个节点赋值nilnode->_prev = nil;// 把节点赋值给链表头节点的指向的上一个节点_head->_prev = node;_head = node;
}

如果node是非链表尾节点和链表头节点情况图形分析

这里写图片描述

// 移除节点
- (void)removeNode:(_YYLinkedMapNode *)node {// 从字典中移除nodeCFDictionaryRemoveValue(_dic, (__bridge const void *)(node->_key));// 减掉总内存消耗_totalCost -= node->_cost;// // 总缓存数-1_totalCount--;// 重新连接链表if (node->_next) node->_next->_prev = node->_prev;if (node->_prev) node->_prev->_next = node->_next;if (_head == node) _head = node->_next;if (_tail == node) _tail = node->_prev;
}
// 移除尾节点(如果存在)
- (_YYLinkedMapNode *)removeTailNode {if (!_tail) return nil;// 拷贝一份要删除的尾节点指针_YYLinkedMapNode *tail = _tail;// 移除链表尾节点CFDictionaryRemoveValue(_dic, (__bridge const void *)(_tail->_key));// 减掉总内存消耗_totalCost -= _tail->_cost;// 总缓存数-1_totalCount--;if (_head == _tail) {// 清除节点，链表上已无节点了_head = _tail = nil;} else {// 设倒数第二个节点为链表尾节点_tail = _tail->_prev;_tail->_next = nil;}// 返回完tail后_tail将会释放return tail;
}
// 移除所有缓存
- (void)removeAll {// 清空内存开销与缓存数量_totalCost = 0;_totalCount = 0;// 清空头尾节点_head = nil;_tail = nil;if (CFDictionaryGetCount(_dic) > 0) {// 拷贝一份字典CFMutableDictionaryRef holder = _dic;// 重新分配新的空间_dic = CFDictionaryCreateMutable(CFAllocatorGetDefault(), 0, &kCFTypeDictionaryKeyCallBacks, &kCFTypeDictionaryValueCallBacks);if (_releaseAsynchronously) {// 异步释放缓存dispatch_queue_t queue = _releaseOnMainThread ? dispatch_get_main_queue() : YYMemoryCacheGetReleaseQueue();dispatch_async(queue, ^{CFRelease(holder); // hold and release in specified queue});} else if (_releaseOnMainThread && !pthread_main_np()) {// 主线程上释放缓存dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{CFRelease(holder); // hold and release in specified queue});} else {// 同步释放缓存CFRelease(holder);}}
}

YYMemoryCache.m实现分析，增删改都是调用上面的方法，下面分析查找与添加缓存方法实现

// 查找缓存
- (id)objectForKey:(id)key {if (!key) return nil;// 加锁，防止资源竞争// 互斥锁。pthread_mutex_lock(&_lock);// _lru为链表_YYLinkedMap，全部节点存在_lru->_dic中// 获取节点_YYLinkedMapNode *node = CFDictionaryGetValue(_lru->_dic, (__bridge const void *)(key));if (node) {//** 有对应缓存 **// 重新更新缓存时间node->_time = CACurrentMediaTime();// 把当前node移到链表表头(为什么移到表头？根据LRU淘汰算法:Cache的容量是有限的，当Cache的空间都被占满后，如果再次发生缓存失效，就必须选择一个缓存块来替换掉.LRU法是依据各块使用的情况， 总是选择那个最长时间未被使用的块替换。这种方法比较好地反映了程序局部性规律)[_lru bringNodeToHead:node];}// 解锁pthread_mutex_unlock(&_lock);// 有缓存则返回缓存值return node ? node->_value : nil;
}
// 添加缓存
- (void)setObject:(id)object forKey:(id)key withCost:(NSUInteger)cost {if (!key) return;if (!object) {// ** 缓存对象为空，移除缓存 **[self removeObjectForKey:key];return;}// 加锁pthread_mutex_lock(&_lock);// 查找缓存_YYLinkedMapNode *node = CFDictionaryGetValue(_lru->_dic, (__bridge const void *)(key));// 当前时间NSTimeInterval now = CACurrentMediaTime();if (node) {//** 之前有缓存，更新旧缓存 **// 更新值_lru->_totalCost -= node->_cost;_lru->_totalCost += cost;node->_cost = cost;node->_time = now;node->_value = object;// 移动节点到链表表头[_lru bringNodeToHead:node];} else {//** 之前未有缓存，添加新缓存 **// 新建节点node = [_YYLinkedMapNode new];node->_cost = cost;node->_time = now;node->_key = key;node->_value = object;// 添加节点到表头[_lru insertNodeAtHead:node];}if (_lru->_totalCost > _costLimit) {// ** 总缓存开销大于设定的开销 **// 异步清理最久未使用的缓存dispatch_async(_queue, ^{[self trimToCost:_costLimit];});}if (_lru->_totalCount > _countLimit) {// ** 总缓存数量大于设定的数量 **// 移除链表尾节点(最久未访问的缓存)_YYLinkedMapNode *node = [_lru removeTailNode];if (_lru->_releaseAsynchronously) {dispatch_queue_t queue = _lru->_releaseOnMainThread ? dispatch_get_main_queue() : YYMemoryCacheGetReleaseQueue();dispatch_async(queue, ^{[node class]; //  and release in queue});} else if (_lru->_releaseOnMainThread && !pthread_main_np()) {dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{[node class]; //hold and release in queue});}}pthread_mutex_unlock(&_lock);
}

YYMemoryCache分析先到这里，接下来还会继续理解和阅读YY大神的更多源码。进行YYMemoryCache源码分析时，也看了很多人的关于YYMemoryCache源码分析的分享，感谢大哥们的分享。


http://chatgpt.dhexx.cn/article/yC4Oaf5F.shtml

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