YYCache之《二》 磁盘缓存

上一篇中，介绍了YYDiskCache的使用，本篇介绍一下它的实现。
YYDiskCache支持在一个app中创建多个缓存实例，每个独立的实例都必须以独立的路径为准，多次创建同一路径的cache,返回的可能是同一个实例。YYCache管理了一个全局集合，类型为NSMapTable，所有的DiskCache实例都保存在这个Map中,该集合是线程安全的，由一个单独的信号量机实例保证。 创建DiskCache对象会先从Map中找对应路径的，没有才会创建新的。

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_globalInstances = [[NSMapTable alloc] initWithKeyOptions:NSPointerFunctionsStrongMemory valueOptions:NSPointerFunctionsWeakMemory capacity:0];

NSMapTable是Foundation下的API，可以扩展key和value的内存语义，比NSDictionary要强大，上面这句话的意思就是，全局集合中的value是weak的，可以随时被释放,不会造成相互引用。

每一个YYDiskCache都由一个YYKVStorage,一个信号量锁，和一个并发任务队列构成。YYKYStorage封装了对SQL、文件的读写操作，信号量保证线程安全，并发队列提升效率。

@implementation YYDiskCache {
    YYKVStorage *_kv;
    dispatch_semaphore_t _lock;
    dispatch_queue_t _queue;
}

KVStorage的操作的两份内容 DB/File,结构如下：

/*
 File:
 /path/
      /manifest.sqlite
      /manifest.sqlite-shm
      /manifest.sqlite-wal
      /data/
           /e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e
           /e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e
      /trash/
            /unused_file_or_folder
 
 SQL:
 create table if not exists manifest (
    key                 text,
    filename            text,
    size                integer,
    inline_data         blob,
    modification_time   integer,
    last_access_time    integer,
    extended_data       blob,
    primary key(key)
 ); 
 create index if not exists last_access_time_idx on manifest(last_access_time);
 */

这个path的父目录即创建diskcache时外部设置的path。
/manifest.sqlite是整个cache的数据库，另外两个文件.sqlite-shm/.sqlite-wal 是数据库产生的临时文件，一个代表共享内存(shared memory)，一个代表日志(write-ahead log)。DB删除的时候，需要把这两个文件一起删除掉。
/data/目录存储了我们缓存的所有文件，和实际文件之间的二进制对应关系可以自定义，默认是archeive方式，文件名也可以自定义，默认是MD5方式，上一篇文章中已经说过。
/trash/是data中文件删除前的一道屏障，相当于回收站。不过当前使用的时候，是在reset时机，这时，两个文件夹中的文件会被先后删除。

SQL 即在manifest.sql库中创建一个manifest表，以记录每一条缓存数据。包括以文件形式存储的，只是文件的话，inline_data为空。每次对缓存的操作都由last_access_time modification_time进行记录。

Storage中定义实现了各种增删改查的操作，以及数据库的建立关闭。尤其是数据库的操作，涉及每一个缓存对象，所以在对象dealloc的时候，向系统申请了后台额外时长，以防止后台时进程被系统杀死，导致存储异常。

- (void)dealloc {
    UIBackgroundTaskIdentifier taskID = [_YYSharedApplication() beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{}];
    [self _dbClose];
    if (taskID != UIBackgroundTaskInvalid) {
        [_YYSharedApplication() endBackgroundTask:taskID];
    }
}

beginBackgroundTaskWithExpirationHandler 这个方法会申请3分钟左右的后台存活时间，ios7以前可以存活5-10分钟。这个方法必须与 endBackgroundTask 配对使用。

_YYSharedApplication() 的定义引出了引出了另一个概念：App Extension,看一下这个定义：

/// Returns nil in App Extension.
static UIApplication *_YYSharedApplication() {
    static BOOL isAppExtension = NO;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        Class cls = NSClassFromString(@"UIApplication");
        if(!cls || ![cls respondsToSelector:@selector(sharedApplication)]) isAppExtension = YES;
        if ([[[NSBundle mainBundle] bundlePath] hasSuffix:@".appex"]) isAppExtension = YES;
    });
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wundeclared-selector"
    return isAppExtension ? nil : [UIApplication performSelector:@selector(sharedApplication)];
#pragma clang diagnostic pop
}

App Extension的概念相信大家也见过，就是apple定义的一些app增强功能，包括widget, 分享，快速回复等等。官方文档：https://developer.apple.com/library/archive/documentation/General/Conceptual/ExtensibilityPG/index.html#//apple_ref/doc/uid/TP40014214-CH20-SW1
它的基本生命周期图如下：

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总结一下：
1、YYDiskCache线程安全
2、YYDiskCache维护了一个全局集合，用于存储各个Cache对象，value全部为弱引用
3、YYDiskCache的操作行为主要由YYKVStorage来代理，数据库创建打开关闭销毁，增删改查，文件读写。
4、YYKVStorage做了进程后台免杀死的基本保护，beginBackgroundTaskWithExpirationHandler和endBackgroundTask要成对出现。
5、UIApplication有可能是 App Extension,并没有sharedApplication方法，需要加以区分。
6、NSMapTable是Foundation的API,功能强大，支持对key和value内存语义更广泛的定义。