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Vue的緩存算法—LRU算法

elina / 3629人閱讀

摘要:最近在看的源碼,不得不說的是,的源碼十分優雅簡潔,下面就來分享下的緩存利用的算法算法。關于算法的具體流程,可以來看下這個,這個可視化過程,模擬了算法進行調度的過程。

最近在看Vue的源碼,不得不說的是,Vue的源碼十分優雅簡潔,下面就來分享下Vue的緩存利用的算法LRU算法。

LRU算法

LRU是Least recently used的簡寫,主要原理是根據歷史訪問記錄來淘汰數據,說白了就是這個算法認為如果數據被訪問過,那么將來被訪問的幾率也高。其存儲結構是一個雙鏈表,最近被訪問到的放在雙鏈表的尾部,頭部放的就是最早被訪問到數據。關于算法的具體流程,可以來看下這個,這個可視化過程,模擬了lru算法進行調度的過程。

缺頁數

lru在筆試題中也會經常出現,經常會考到的那就是缺頁數,例如頁面訪問序列為:2,3,2,1,5,2,4,5,3,2,5,2, 分配給某個進程3頁內存,求其缺頁次數。
缺頁數可以理解為,內存不滿的次數,轉到lru來看就是鏈表中有空節點的次數。下面來走一下整個流程(左為head右為tail):

2 ?????????? // 第一次缺頁

2 -> 3 ?? // 第二次缺頁

3 -> 2 ?? // 第三次缺頁

3 -> 2 -> 1

2 -> 1 ??// 第四次缺頁

2 -> 1 -> 5

1 -> 5 -> 2

5 -> 2 ??// 第五次缺頁

5 -> 2 -> 4

2 -> 4 -> 5

4 -> 5 ??// 第六次缺頁

4 -> 5 -> 3

5 -> 3 ?? // 第七次缺頁

5 -> 3 -> 2

3 -> 2 -> 5

3 -> 5 -> 2

所以總共有著7次缺頁,上面的這個流程也是算法的具體執行流程,可以看出的是當有新的節點進入時,首先會檢測內存是否已滿,如果滿了的話,就先將頭給移除,再在尾部添加上這個新節點;假若該節點在鏈表中存在,那么直接將這個節點拿到頭部。下面來看下Vue對這個算法的實現:

vue中的lru

源碼時src/cache.js,先來看看其構造函數:

// limit是最大容量
function Cache (limit) {
    this.size = 0;
    this.limit = limit;
    this.head = this.tail = undefined;
    this._keymap = Object.create(null);
}

尤大利用集合_keymap來存儲已有的節點,在判斷是否存在時,直接讀取屬性就行,不用在遍歷一遍鏈表,這樣降低了在查找過程中的時間復雜度。head代表著頭節點,tail代表著尾節點,鏈表中的節點是這樣的:

node {
    value: 鍵值,
    key: 鍵名,
    older: 指向前一個節點,head的older指向undefined,
    newer: 指向下一個節點,tail的newer指向undefined
}

來看get方法:

Cache.prototype.get = function (key, returnEntry) {
     var entry = this._keymap[key];
     // 本身沒有,則不用調度,直接將新的節點插入到尾部即可
    if (entry === undefined) return;
    // 訪問的就是尾部節點,則不需要調度    
    if (entry === this.tail) {
        return returnEntry ? entry : entry.value;
    }
    // 訪問的不是尾部節點,需要將被訪問節點拿到頭部
    if (entry.newer) {
        if (entry === this.head) {
            this.head = entry.newer;
        }
        entry.newer.older = entry.older;
    }
    if (entry.older) {
        entry.older.newer = entry.newer;
    }
    entry.newer = undefined;
    entry.older = this.tail;
    if (this.tail) {
        this.tail.newer = entry;
    }
    this.tail = entry;
    return returnEntry ? entry : entry.value;
 };

get是為了得到鏈表中是否含有這個節點,假如有這個節點,那么還要對這個節點進行調度,也就是將節點拿到尾部。

// 將鏈表的頭給去除
Cache.prototype.shift = function () {
    var entry = this.head;
    if (entry) {
        this.head = this.head.newer;
        this.head.older = undefined;
        entry.newer = entry.older = undefined;
        this._keymap[entry.key] = undefined;
        this.size--;
    }
    return entry;
};
p.put = function (key, value) {
    var removed;
    var entry = this.get(key, true);
    // 插入的情況,插入到尾部
    if (!entry) {
        // 如果集合已經滿了,移除一個,并將其return
        if (this.size === this.limit) {
            removed = this.shift();
        }
        entry = {
            key: key
        };
        this._keymap[key] = entry;
        if (this.tail) {
            this.tail.newer = entry;
            entry.older = this.tail;
        } else {  // 鏈表中插入第一個節點時,頭節點就是尾幾點
            this.head = entry;
        }
        this.tail = entry;   // 節點會添加或者拿到尾部
        this.size++;
    }
    // 更新節點的value,假若本身鏈表中有,get方法中已經調度好,只要更新值就好
    entry.value = value;
    return removed;
};

至此,vue的cache代碼已經全部解析完,其具體的作用由于源碼剛剛開始讀嗎,目前還不清楚,不過應該在解析指令等方面有著重大的作用。

最后希望大家關注下算法演示

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