iOS架构补完计划--高并发下的缓存策略

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通常一个APP分为网络、数据、业务等多个层级。
只看数据层、最基本的模式如下。

VC从DB层读取数据、交由View进行展示。

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iOS进阶补完计划-多线程数据缓存-1

然而、当同一个VC需要多次读取、或者多个VC都需要像DB读取数据的时候。就会出现如下问题。

  • 同一个资源被多次IO读取、就会出现资源的浪费。


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    iOS进阶补完计划-多线程数据缓存-2

于是、通常我们都会在DB与VC之间、插入一层缓存。


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WechatIMG279.jpeg

将DB读取出来的数据、交由Cache单例持有。

  • 同一个DB资源不再需要被多次读取、VC只需要从单例Cache中获取数据即可。

但使用单例对象、又会出现另外一个问题。

线程安全。

当在有一个线程操作一个单例对象、另一个线程同时使用了这个对象、哪怕只是读取、一样会出现崩溃。


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iOS进阶补完计划-多线程数据缓存-3

针对多线程的资源抢夺、几个解决方案。

  • 原子锁

    @property (atomic) NSArray * walletDatas;
    

这样、将cache中会被改变的对象都加上atomic就行了。
但是、过多的atomic会拖慢app性能。过多的使用锁也可能导致一些难以捕捉的bug。

修正一下、即使是atomic、也只能保证set&&get方法的线程安全。在进行对象操作的时候。也是要崩溃的。

详见我的另一篇博客:传送门

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iOS进阶补完计划-多线程数据缓存-4

所以、需要在每个对象的对象方法操作中、也加入线程锁。

  • 分线程cache

将每一个线程单独分配一个cache。每个线程中的读写、只操作对应线程中的cache、也可以解决资源抢夺的问题。
但是需要明确的知晓哪次读写、在哪个线程中进行。线程间数据的同步也很麻烦。

  • readonly
    @property (nonatomic,readonly) NSArray * walletDatas;
    

这是我们采用的方案。
缓存中的属性、外部只允许读取、不允许写入。
数据如何更改呢?
当需要修改数据源、需要调用cache对应的方法。

  //从数据库更新数据
  - (void)updata;
  //插入
  - (void)pushWalletData:(BSWalletData *)data callback:(walletCacheCallBack)callback;
  //删除
  - (void)delWalletDataWithPrivateKey:(NSString *)privateKey callback:(walletCacheCallBack)callback;;
  //删除全部
  - (void)delAllWalletData:(walletCacheCallBack)callback;
  
  - (void)setDefaultWalletData:(BSWalletData *)walletData callback:(walletCacheCallBack)callback;

内部的实现大致为一些逻辑判断、资源格式化、然后尝试对DB进行操作。
如果操作成功、再对cache单例中的缓存数据进行更新。
更新、便是将cache中的整个属性进行替换。

但是这样处理、又会出现两个问题。

  • 如何保证替换的时候不会正好因为其他线程也在数据读取、导致crash。

  • 在替换之后、上层业务者如何依旧持有者旧的数据、怎样更新。

针对以上两个问题、我们的解决方案大致如下:

  @interface BSWalletCache : NSObject
  
  @property (nonatomic ,readonly) BSWalletDataSource * walletDataSrource;
  
  @end
  
  @interface BSWalletCache()
  @property (atomic) BSWalletDataSource * dataSource;
  
  @end
  
  @implementation BSWalletCache
  
  
  - (BSWalletDataSource *)walletDataSrource {
      return self.dataSource;
  }
  
  @end

  ***************
  
  @interface BSWalletDataSource : NSObject
  
  @property (nonatomic) BOOL dirty;
  
  @property (nonatomic,readonly) NSArray * walletDatas;
  
  @end

原理大致如下:


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iOS进阶补完计划-多线程数据缓存-5

针对公司的项目、我在Cache层与DB层之间又加了一个中间层Mediater。
一是为了将Cache更好的抽离出来做去处理缓存。
二是更好的应对将来的需求变化(存储方式、格式化标准等)。

NSCache

解释下为什么不用NSCache
NSCache在存取的时候是线程安全的没错。但是和属性的atomic一样、进行对象操作的时候并不安全。


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Demo

demo是直接把刚写好的公司模块、脱敏之后拿出来的。没什么UI、只是写了几个button测试。
《有兴趣可以自取》


最后

本文主要是自己的学习与总结。如果文内存在纰漏、万望留言斧正。如果不吝赐教小弟更加感谢。

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