iOS技术文档No.26 Foundation

NSURLCache
NSURLCache 为您的应用的 URL 请求提供了内存中以及磁盘上的综合缓存机制。作为基础类库 URL 加载系统的一部分，任何通过 NSURLConnection 加载的请求都将被 NSURLCache 处理。
网络缓存减少了需要向服务器发送请求的次数，同时也提升了离线或在低速网络中使用应用的体验。
当一个请求完成下载来自服务器的回应，一个缓存的回应将在本地保存。下一次同一个请求再发起时，本地保存的回应就会马上返回，不需要连接服务器。NSURLCache 会自动且透明地返回回应。
为了好好利用 NSURLCache，你需要初始化并设置一个共享的 URL 缓存。在 iOS 中这项工作需要在 -application:didFinishLaunchingWithOptions: 完成，而 OS X 中是在 –applicationDidFinishLaunching:：

(BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions{ NSURLCache *URLCache = [[NSURLCache alloc] initWithMemoryCapacity:4 * 1024 * 1024 diskCapacity:20 * 1024 * 1024 diskPath:nil]; [NSURLCache setSharedURLCache:URLCache];}
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缓存策略由请求（客户端）和回应（服务端）分别指定。理解这些策略以及它们如何相互影响，是为您的应用程序找到最佳行为的关键。
NSURLRequestCachePolicy 缓存策略
NSURLRequest 有个 cachePolicy 属性，它根据以下常量指定了请求的缓存行为：
NSURLRequestUseProtocolCachePolicy：对特定的 URL 请求使用网络协议中实现的缓存逻辑。这是默认的策略。 NSURLRequestReloadIgnoringLocalCacheData：数据需要从原始地址加载。不使用现有缓存。 NSURLRequestReloadIgnoringLocalAndRemoteCacheData：不仅忽略本地缓存，同时也忽略代理服务器或其他中间介质目前已有的、协议允许的缓存。 NSURLRequestReturnCacheDataElseLoad：无论缓存是否过期，先使用本地缓存数据。如果缓存中没有请求所对应的数据，那么从原始地址加载数据。 NSURLRequestReturnCacheDataDontLoad：无论缓存是否过期，先使用本地缓存数据。如果缓存中没有请求所对应的数据，那么放弃从原始地址加载数据，请求视为失败（即：“离线”模式）。 NSURLRequestReloadRevalidatingCacheData：从原始地址确认缓存数据的合法性后, 必须得得到服务端确认有效才使用(貌似是NSURLRequestUseProtocolCachePolicy 中的一种情况)，缓存数据就可以使用，否则从原始地址加载。
注: 1.URL Loading System默认只支持如下5中协议: 其中只有http://和https://才有缓存策略. (1) http:// (2) https:// (3) ftp:// (4) file:// (5) data://
2.NSURLRequestReloadIgnoringLocalAndRemoteCacheData 和 NSURLRequestReloadRevalidatingCacheData 根本没有实现！
关于NSURLRequestCachePolicy，以下才是你实际需要了解的东西：

这里写图片描述

HTTP 缓存语义
因为 NSURLConnection 被设计成支持多种协议——包括 FTP、HTTP、HTTPS——所以 URL 加载系统用一种协议无关的方式指定缓存。为了本文的目的，缓存用术语 HTTP 语义来解释。
HTTP 请求和回应用 headers 来交换元数据，如字符编码、MIME 类型和缓存指令等。
Request Cache Headers
在默认情况下，NSURLRequest 会用当前时间决定是否返回缓存的数据。为了更精确地控制，允许使用以下请求头：
If-Modified-Since - 这个请求头与 Last-Modified 回应头相对应。把这个值设为同一终端最后一次请求时返回的 Last-Modified 字段的值。 If-None-Match - 这个请求头与与 Etag 回应头相对应。使用同一终端最后一次请求的 Etag 值。
Response Cache Headers
NSHTTPURLResponse 包含多个 HTTP 头，当然也包括以下指令来说明回应应当如何缓存：
Cache-Control - 这个头必须由服务器端指定以开启客户端的 HTTP 缓存功能。这个头的值可能包含 max-age（缓存多久），是公共 public 还是私有 private，或者不缓存 no-cache 等信息。详情请参阅 Cache-Control section of RFC 2616。除了 Cache-Control 以外，服务器也可能发送一些附加的头用于根据需要有条件地请求：
Last-Modified - 这个头的值表明所请求的资源上次修改的时间。例如，一个客户端请求最近照片的时间线，/photos/timeline，Last-Modified 的值可以是最近一张照片的拍摄时间。 Etag - 这是 “entity tag” 的缩写，它是一个表示所请求资源的内容的标识符。在实践中，Etag 的值可以是类似于资源的 MD5 之类的东西。这对于那些动态生成的、可能没有明显的 Last-Modified 值的资源非常有用。
NSURLConnectionDelegate
一旦收到了服务器的回应，NSURLConnection 的代理就有机会在 -connection:willCacheResponse: 中指定缓存数据。
NSCachedURLResponse 是个包含 NSURLResponse 以及它对应的缓存中的 NSData 的类。
在 -connection:willCacheResponse: 中，cachedResponse 对象会根据 URL 连接返回的结果自动创建。因为 NSCachedURLResponse 没有可变部分，为了改变 cachedResponse 中的值必须构造一个新的对象，把改变过的值传入 –initWithResponse:data:userInfo:storagePolicy:，例如：

(NSCachedURLResponse *)connection:(NSURLConnection *)connection willCacheResponse:(NSCachedURLResponse *)cachedResponse{ NSMutableDictionary *mutableUserInfo = [[cachedResponse userInfo] mutableCopy]; NSMutableData *mutableData = [[cachedResponse data] mutableCopy]; NSURLCacheStoragePolicy storagePolicy = NSURLCacheStorageAllowedInMemoryOnly; // ... return [[NSCachedURLResponse alloc] initWithResponse:[cachedResponse response] data:mutableData userInfo:mutableUserInfo storagePolicy:storagePolicy];}
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如果 -connection:willCacheResponse: 返回 nil，回应将不会缓存。

(NSCachedURLResponse *)connection:(NSURLConnection *)connection willCacheResponse:(NSCachedURLResponse *)cachedResponse{ return nil;}
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如果不实现此方法，NSURLConnection 就简单地使用本来要传入 -connection:willCacheResponse: 的那个缓存对象，所以除非你需要改变一些值或者阻止缓存，否则这个代理方法不必实现。
NSURLCache & NSCachedURLResponse常用方法
NSURLCache
1.初始化相关的几个方法：sharedURLCache；setSharedURLCache；initWithMemoryCapacity sharedURLCache方法返回一个NSURLCache实例。默认情况下，内存是4M，4* 1024 * 1024；Disk为20M，20 * 1024 ＊ 1024；路径在(NSHomeDirectory)/Library/Caches/(current application name, [[NSProcessInfo processInfo] processName]) setSharedURLCache可以通过这个方法来改变默认的NSURLCache。通过initWithMemoryCapacity来定制自己的NSURLCache。
2.cache使用相关的几个方法：cachedResponseForRequest；storeCachedResponse；removeCachedResponseForRequest； removeAllCachedResponses - (NSCachedURLResponse *)cachedResponseForRequest:(NSURLRequest *)request; 如果对应的NSURLRequest没有cached的response那么返回nil - (void)storeCachedResponse:(NSCachedURLResponse )cachedResponse forRequest:(NSURLRequest)request; 为特定的NSURLRequest做cache - (void)removeCachedResponseForRequest:(NSURLRequest *)request; 移除特定NSURLRequest的cache - (void)removeAllCachedResponses; 移除所有的cache
3.property方法 - (NSUInteger)memoryCapacity; - (NSUInteger)diskCapacity; - (void)setMemoryCapacity:(NSUInteger)memoryCapacity; 可能会导致内存中的内存被截断 - (void)setDiskCapacity:(NSUInteger)diskCapacity; - (NSUInteger)currentMemoryUsage; - (NSUInteger)currentDiskUsage;
4.Misc a. NSURLCache在每个UIWebView的的NSURLRequest请求中都会被调用。 b. ios设备上NSURLCache默认只能进行内存缓存。可以通过子类化NSURLCache来实现自定义的版本从而实现在DISK上缓存内容。 c. 需要重写cachedResponseForRequest，这个会在请求发送前会被调用，从中我们可以判定是否针对此NSURLRequest返回本地数据。 d. 如果本地没有缓存就调用下面这条语句：return [super cachedResponseForRequest:request];
NSCachedURLResponse
包装了一下系统缓存机制的对象，保持了缓存对象的个性和特性。 1.NSURLCacheStoragePolicy 缓存策略有三种 enum { NSURLCacheStorageAllowed, NSURLCacheStorageAllowedInMemoryOnly, NSURLCacheStorageNotAllowed, }; 默认是第一种。不过在iOS的上官方文档上有这么一个解释： Important: iOS ignores this cache policy, and instead treats it asNSURLCacheStorageAllowedInMemoryOnly. 也就是说iOS上只有内存缓存，没有磁盘缓存。
2.构造方法 - (id)initWithResponse:(NSURLResponse *)response data:(NSData *)data; - (id)initWithResponse:(NSURLResponse *)response data:(NSData *)data userInfo:(NSDictionary *)userInfo storagePolicy:(NSURLCacheStoragePolicy)storagePolicy;
3.Open API - (NSURLResponse *)response; - (NSData *)data; - (NSDictionary *)userInfo; - (NSURLCacheStoragePolicy)storagePolicy;
注意事项
正如它那个毫无关系但是名字相近的小伙伴 NSCache 一样，NSURLCache 也是有一些特别的。
Peter Steinberger 关于这个主题写了一篇优秀的文章，在深入研究内部细节后实现他自己的 NSURLCache 子类。NSURLCache 提醒着我们熟悉我们正在操作的系统是多么地重要。
Daniel Pasco 在 Black Pixel 上的另一篇文章 描述了一些与服务器通信时不设置缓存头的意外的默认行为。
无数开发者尝试自己做一个简陋而脆弱的系统来实现网络缓存的功能，殊不知 NSURLCache 只要两行代码就能搞定且好上100倍。甚至更多开发者根本不知道网络缓存的好处，也从未尝试过，导致他们的应用向服务器作了无数不必要的网络请求。
所以如果你想看到世界的变化，你想确保你有程序总以正确的方式开启，在 -application:didFinishLaunchingWithOptions: 设置一个共享的 NSURLCache 吧。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）。

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

代理属性声明如下：

@property (assign) iddelegate;

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；

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。

2.代码演示:

先定义缓存池,并懒加载初始化:

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()
// 定义缓存池
@property (nonatomic, strong) NSCache *cache;
@end

@implementation ViewController
- (NSCache *)cache {
    if (_cache == nil) {
        _cache = [[NSCache alloc] init];
        // 缓存中总共可以存储多少条
        _cache.countLimit = 5;
        // 缓存的数据总量为多少
        _cache.totalCostLimit = 1024 * 5;
    }
    return _cache;
}
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.view.backgroundColor=[UIColor whiteColor];
    
    //添加缓存数据
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        [self.cache setObject:[NSString stringWithFormat:@"hello %d",i] forKey:[NSString stringWithFormat:@"h%d",i]];
        NSLog(@"添加 %@",[NSString stringWithFormat:@"hello %d",i]);
    }
    
    //输出缓存中的数据
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        NSLog(@"%@",[self.cache objectForKey:[NSString stringWithFormat:@"h%d",i]]);
    }
}

控制台输出结果为:

输出结果.png

**通过输出结果可以看出: **
1.当我们使用NSCache来创建缓存池的时候,我们可以很灵活的设置缓存的限额,2.当程序中的个数超过我们的限额的时候,会先移除最先创建的3.如果已经移除了,那么当我们输出缓存中的数据的时候,就只剩下后面创建的数据了;

演示NSCache的代理方法
先设置代理对象:

- (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad];
 // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
 //设置NSCache的代理 
self.cache.delegate = self;

调用代理方法: 这里我仅用一个方法来演示:
//当缓存被移除的时候执行

- (void)cache:(NSCache *)cache willEvictObject:(id)obj{ 
NSLog(@"缓存移除 %@",obj); 
}

输出结果为:

输出结果.png

通过结果可以看出:****NSCache的功能要比NSMutableDictionary的功能要强大很多很多;
4.当遇到内存警告的时候,
代码演示:

- (void)didReceiveMemoryWarning {
 [super didReceiveMemoryWarning];
 //当收到内存警告，清除内存
 [self.cache removeAllObjects];
 //输出缓存中的数据 
for (int i = 0; i < 10; i++) { 
NSLog(@"%@",[self.cache objectForKey:[NSString stringWithFormat:@"h%d",i]]);
 }
}

控制台输出结果:

内存警告

收到内存警告

通过结果可以看出:当收到内存警告之后,清除数据之后,NSCache缓存池中所有的数据都会为空!
5.当收到内存警告，调用removeAllObjects 之后，无法再次往缓存池中添加数据
代码演示:

- (void)didReceiveMemoryWarning {
    [super didReceiveMemoryWarning];
    //当收到内存警告，调用removeAllObjects 之后，无法再次往缓存中添加数据
    [self.cache removeAllObjects];
    //输出缓存中的数据
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        NSLog(@"%@",[self.cache objectForKey:[NSString stringWithFormat:@"h%d",i]]);
    }
}

// 触摸事件, 以便验证添加数据
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    [self.cache removeAllObjects];

    //添加缓存数据
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        [self.cache setObject:[NSString stringWithFormat:@"hello %d",i] forKey:[NSString stringWithFormat:@"h%d",i]];
//        NSLog(@"添加 %@",[NSString stringWithFormat:@"hello %d",i]);
    }

    //输出缓存中的数据
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        NSLog(@"%@",[self.cache objectForKey:[NSString stringWithFormat:@"h%d",i]]);
    }

}

控制台输出结果为:

%u5728%u8FD9%u91CC%u8F93%u5165%u56FE%u7247%u6807%u9898

输出结果

通过输出结果,我们可以看出:****当收到内存警告，而我们又调用removeAllObjects 之后，则无法再次往缓存中添加数据;

iOS技术文档No.26 Foundation_NSCache缓存

2.代码演示:

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