iOS NSCache缓存类的详解

NSCache：专门做缓存的类

NSCache简介：NSCache是苹果官方提供的缓存类，用法与NSMutableDictionary的用法很相似，在AFNetworking和SDWebImage中，使用它来管理缓存。

NSCache在系统内存很低时，会自动释放一些对象（出自苹果官方文档，不过在模拟器中模拟内存警告时，不会做缓存的清理动作） 为了确保接收到内存警告时能够真正释放内存，最好调用一下removeAllObjects方法。

NScache是线程安全的，在多线程操作中，不需要对Cache加锁。

NScache的key只是做强引用，不需要实现NScopying协议。

NSCache的属性：

 delegate代理属性

totalCostLimit ：缓存空间的最大成本，超出上限会自动回收对象。默认值是0没有限制。

countLimit：能够缓存对象的最大数量，默认值也是0（默认没有限制）。

（当超出缓存最大成本或数量时，NSCache会把前面的数据即最开始存的给清除掉）

evictsObjectsWithDiscardedContent：标示是否回收废弃的内容，默认值是YES（自动回收）。

NSCache的方法：

-objectForKey：返回与键值关联的对象。

-setObject: forKey: 在缓存中设置指定键名对应的值。与可变字典不同的是，缓存对象不会对键名做copy操作 0成本

-setObject: forKey: cost: 在缓存中设置指定键名对应的值，并且指定该键值对的成本。成本cost用于计算记录在缓冲中所有对象的总成本。当出现内存警告，或者超出缓存的成本上限时，缓存会开启一个回收过程，删除部分元素。

-removeObjectForKey：删除缓存中指定键名的对象。

-removeAllObjects：删除缓存中的所有对象。

委托方法：

-cache: willEvictObject: 缓存将要删除对象时调用，不能在此方法中修改缓存。仅仅用于后台的打印，以便于程序员的测试。

举例验证如下：

 //
 //  ViewController.m
 //  NScache的演练
 //
 //  Created by apple on 15/10/24.
 //  Copyright (c) 2015年 LiuXun. All rights reserved.
 //

 #import "ViewController.h"

 @interface ViewController ()<NSCacheDelegate>

 // 缓存的容器
 @property (nonatomic, strong) NSCache *myCache;
 @end

 @implementation ViewController
 -(NSCache *)myCache
 {
     if (_myCache == nil) {
         _myCache = [[NSCache alloc] init];

         /**  NSCache类以下几个属性用于限制成本
          NSUInteger totalCostLimit  "成本" 限制，默认是0（没有限制）
          NSUInteger countLimit  数量的限制  默认是0 （没有限制）

          // 设置缓存的对象，同时指定限制成本
          -(void)setObject:(id) obj  forKey:(id) key cost:(NSUInteger) g
          */

         // 设置数量限额。一旦超出限额，会自动删除之前添加的东西
         _myCache.countLimit = 30;  // 设置了存放对象的最大数量
         _myCache.delegate = self;
     }
     return _myCache;
 }

 -(void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
 {
     for (int i =0 ; i< 100; i++) {
         // 向缓存中添加对象
         NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"hello - %d", i];
         [self.myCache setObject:str forKey:@(i)]; // @(i) 相当于  [NSNumber numberWith......]
     }
     for (int i=0 ; i< 100; i++) {
         NSLog(@"%@", [self.myCache objectForKey:@(i)]);
     }
 }


 // NSCache的代理方法只有一个
 //  告诉即将要被删除的对象
 -(void)cache:(NSCache *)cache willEvictObject:(id)obj
 {
     // 此代理方法主要用于程序员的测试
     NSLog(@"要删除的对象obj-------------%@", obj);
 }
 @end

没有设置代理时的运行结果如下：

因为限额最大数量是30，所以NSCache把前面的0~69的对象全部删除清理了。

遵循代理方法后，打印结果如下：

发现此代理方法就是在清理缓存对象之前告知程序员，便于调试而已。

 所以在原来的工程中做缓存池的可变字典都可以用NScache进行替代了。代码如下：

CZApp.h

 //
 //  CZApp.h
 //  NSoperation之网络图片下载
 //
 //  Created by apple on 15/10/23.
 //  Copyright (c) 2015年 LiuXun. All rights reserved.
 //

 #import <UIKit/UIKit.h>

 @interface CZApp : NSObject
 @property(nonatomic, copy) NSString *name;
 @property (nonatomic, copy) NSString *icon;
 @property (nonatomic, strong) NSString *download;

 /**
  保存网络下载的图像
  */
 // @property(nonatomic, strong) UIImage *image;

 +(instancetype) appWithDict:(NSDictionary *) dict;
 @end

CZApp.m

 //
 //  CZApp.m
 //  NSoperation之网络图片下载
 //
 //  Created by apple on 15/10/23.
 //  Copyright (c) 2015年 LiuXun. All rights reserved.
 //

 #import "CZApp.h"

 @implementation CZApp
 +(instancetype) appWithDict:(NSDictionary *) dict
 {
     CZApp *app = [[self alloc] init];
     [app setValuesForKeysWithDictionary:dict];
     return app;
 }
 @end

viewController.m

 //
 //  ViewController.m
 //  NSoperation之网络图片下载
 //
 //  Created by apple on 15/10/23.
 //  Copyright (c) 2015年 LiuXun. All rights reserved.
 //

 #import "ViewController.h"
 #import "CZApp.h"
 @interface ViewController ()
 // plist文件数据的容器
 @property (nonatomic, strong) NSArray *appList;

 // 管理下载的全局队列
 @property (nonatomic, strong) NSOperationQueue *opQueue;

 /**所有下载的缓冲池*/
 @property (nonatomic, strong) NSMutableDictionary *operationCache;

 /**保存所有图像的缓存*/
 @property (nonatomic, strong) NSCache *imageCache;
 @end


 @implementation ViewController

 // 懒加载
 -(NSArray *)appList
 {
     if (_appList == nil) {
         NSArray *dicArray = [NSArray arrayWithContentsOfFile:[[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"apps.plist" ofType:nil]];
         // 字典转模型
         NSMutableArray *arryM = [NSMutableArray array];
         for(NSDictionary *dict in dicArray){
             CZApp *app = [CZApp appWithDict:dict];
             [arryM addObject:app];
         }
         _appList = arryM;
     }
     return _appList;
 }

 -(NSOperationQueue *)opQueue
 {
     if (_opQueue == nil) {
         _opQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];
     }
     return _opQueue;
 }

 -(NSMutableDictionary *)operationCache
 {
     if (_operationCache == nil) {
         _operationCache = [[NSMutableDictionary alloc] init];
     }
     return _operationCache;
 }

 -(NSCache *)imageCache
 {
     if (_imageCache == nil) {
         _imageCache = [[NSCache alloc] init];
     }
     return _imageCache;
 }

 #pragma mark - 实现数据源方法
 -(NSInteger)tableView:(UITableView *)tableView numberOfRowsInSection:(NSInteger)section
 {
     return self.appList.count;
 }

 /**
  问题1：如果网速比较慢，会很卡
  解决方法：使用异步下载

  问题2：图片没有Frame，所有cell初始化的时候，给imageView的frame是0。异步下载完之后不显示  解决办法：使用占位图（如果展位图比较大, 自定义cell可以解决）

  问题3：如果图片下载速度不一致，同时用户快速滚动的时候，会因为Cell的重用导致图片混乱
  解决方法：MVC，使用Model（模型）保存下载的图像，再次刷新表格。

  问题4：在用户快速滚动的时候，会重复添加下载任务到下载队列。
  解决方法：建立下载操作的缓冲池。首先检查缓冲池里是否有当前图片的下载操作。有的话就不创建下载操作。从而保证一张图片只添加一个下载操作。其实就是建立一个全局的字典属性。

  问题5： 将图片保存到模型里的优缺点
  优点：不用重复下载，利用MVC刷新表格，不会造成数据混乱，加载速度比较快
  缺点：内存，所有下载好的图像都会记录在模型里。如果数据比较多（2000）个就会造成内存警告。

  -***图像根模型耦合性太强。导致清理内存非常困难
  解决办法：模型跟图像分开。在控制器里做缓存。
  问题6：下载操作缓冲池会越来越大。需要及时清理。

  */
 /**
  代码重构：1.如果代码太长。
  目的：
  - 写的时候，如果思路清楚，能够一次性写完，但是也要注意同构。
  - 时间长了，不好阅读
  - 重构代码，便于维护

  重构方法：
  如果有一部分代码专门解决某一问题，就封装起来。
  1. 新建一个方法—> 剪切代码。
  2. 传参数。
  3. 在原来剪切代码的地方，调用抽取的方法。
  4. 注意，测试。
  5. 注意if嵌套，在实际的开发，非常忌讳很深的嵌套。
  */

 -(void)viewDidLoad
 {
     NSLog(@"%@", [self cachePathWithUrl:@""]);
 }

 // cell里面的imageView子控件是懒加载
 -(UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath
 {
     static NSString *ID = @"AppCell";
     UITableViewCell * cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:ID];
     // 给Cell设置数据
     CZApp *app = self.appList[indexPath.row];
     cell.textLabel.text = app.name;
     cell.detailTextLabel.text = app.download;

     // 判断模型里面是否有图像
     if ([self.imageCache objectForKey:app.icon]) { // 内存有图片
         NSLog(@" 图片已经下载......");
         cell.imageView.image = [self.imageCache objectForKey:app.icon];
     }else{  // 内存无图片
         // 显示图片
         // 如果沙盒里面有图片，直接从沙盒加载
         UIImage *image = [UIImage imageWithContentsOfFile:[self cachePathWithUrl:app.icon]];
         if (image) {   //  沙盒有图片
             NSLog(@"直接从沙盒加载图片");

             // 1. 设置图片缓存到内存，方便下次从内存直接加载
             [self.imageCache setObject:image forKey:app.icon];

             // 2. 显示图片到cell
             cell.imageView.image = [self.imageCache objectForKey:app.icon];
         }else{  // 沙盒没有图片

             // 显示图片—占位图
             cell.imageView.image = [UIImage imageNamed:@"user_default"];
 #warning 从这里开始剪切的代码

             // 下载图片
             [self downloadImage:indexPath];
         }
     }
     return cell;
 }

 -(void)downloadImage:(NSIndexPath *)indexPath
 {
     CZApp *app = self.appList[indexPath.row];
     /**
      如果下载缓冲池里面有当前图片的下载操作，就不用创建下载操作，没有才创建
      缓冲池字典中 key:存放当前图片的url，字符串类型。
      Value：保存下载操作
      */
     if (self.operationCache[app.icon]) {
         NSLog(@"正在玩命下载中......");
         return;
     }
     // 缓冲池没有下载操作

     // 异步下载图片
     __weak typeof(self) weakSelf = self;
     NSBlockOperation  *downLoadOp = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
         // 模拟延时
         [NSThread sleepForTimeInterval:2];
         NSLog(@"正在下载中......");

         //  1. 下载图片（二进制数据）
         NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:app.icon]];
         UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];

         //  2. 将下载的数据保存到沙盒
         // 字典的赋值不能为nil,赋值为nil会崩溃
         if (image) {
             // 先保存到图片缓存
             [weakSelf.imageCache setObject:image forKey:app.icon];

             // 将图片写入到沙盒
             [data writeToFile:[self cachePathWithUrl:app.icon] atomically:YES];
         }

         // 3 将操作从缓冲池删除——将下载好的图片操作从缓冲池中移除
         [weakSelf.operationCache removeObjectForKey:app.icon];

         //  4. 在主线程更新UI
         [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
             [weakSelf.tableView reloadRowsAtIndexPaths:@[indexPath] withRowAnimation:UITableViewRowAnimationNone];
             /** reload 会重新调用cell的初始化方法, 会重新判断模型里面是否有图像
              有的话就直接显示
              */
         }];
     }];

     // 将操作添加到队列
     [weakSelf.opQueue addOperation:downLoadOp];
     NSLog(@"操作的数量------------->%ld", self.opQueue.operationCount);

     // 将操作添加到缓冲池中(使用图片的url作为key)
     [weakSelf.operationCache setObject:downLoadOp forKey:app.icon];
 }

 -(void)tableView:(UITableView *)tableView didSelectRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath
 {   // 点击后查看操作缓冲池内的操作详情
     NSLog(@"%@", self.operationCache);
 }

 /**
  在真实开发中，一定要注意这个方法
  */
 -(void)didReceiveMemoryWarning
 {
     [super didReceiveMemoryWarning];

     // 需要在这里做一些内存清理的工作，如果不处理会被系统强制闪退
     // 清理内存
     [self.imageCache  removeAllObjects];

     // 清理操作的缓存
     [self.operationCache removeAllObjects];

     // 取消下载队列内的任务
     [self.opQueue cancelAllOperations];
 }

 /**
  拼接一个文件在沙盒的全路径
  */
 -(NSString *)cachePathWithUrl:(NSString *)urlStr
 {  // 将图片网址名作为作为最后一项
     // 1. 获得缓存的路径
     NSString *cachePath = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSCachesDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];

     // 2. 把路径根urlStr拼接起来
     return [cachePath stringByAppendingPathComponent:urlStr.lastPathComponent];
 }
 -(void)dealloc
 {
     NSLog(@"销毁控制器-------------");
 }
 @end