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理解 keep-alive 的工作原理及其与 LRU 算法的关系

最编程 2024-08-02 20:07:39
...

keep-alive 与 LRU 算法

  • keep-alive 的实现原理是什么
  • 与 keep-alive 相关的生命周期函数是什么，什么场景下会进行使用
  • keep-alive 的常用属性有哪些

keep-alive 组件是 vue 的内置组件，用于缓存内部组件实例。这样做的目的在于，keep-alive 内部的组件切回时，不用重新创建组件实例，而直接使用缓存中的实例，一方面能够避免创建组件带来的开销，另一方面可以保留组件的状态。

keep-alive 具有 include 和 exclude 属性，通过它们可以控制哪些组件进入缓存。另外它还提供了 max 属性，通过它可以设置最大缓存数，当缓存的实例超过该数时，vue 会移除最久没有使用的组件缓存。

受 keep-alive 的影响，其内部所有嵌套的组件都具有两个生命周期钩子函数，分别是 activated 和 deactivated，它们分别在组件激活和失活时触发。第一次 activated 触发是在 mounted 之后

在具体的实现上，keep-alive 在内部维护了一个 key 数组和一个缓存对象

key 数组记录目前缓存的组件 key 值，如果组件没有指定 key 值，则会为其自动生成一个唯一的 key 值

cache 对象以 key 值为键，vnode 为值，用于缓存组件对应的虚拟 DOM

在 keep-alive 的渲染函数中，其基本逻辑是判断当前渲染的 vnode 是否有对应的缓存，如果有，从缓存中读取到对应的组件实例；如果没有则将其缓存。

当缓存数量超过 max 数值时，keep-alive 会移除掉 key 数组的第一个元素。

// keep-alive 内部的声明周期函数
created () {
    this.cache = Object.create(null)
    this.keys = []
}

keep-alive 中的生命周期哪些

keep-alive 是 Vue 提供的一个内置组件，用来对组件进行缓存——在组件切换过程中将状态保留在内存中，防止重复渲染 DOM。

如果为一个组件包裹了 keep-alive，那么它会多出两个生命周期：deactivated、activated。同时，beforeDestroy 和 destroyed 就不会再被触发了，因为组件不会被真正销毁。

当组件被换掉时，会被缓存到内存中、触发 deactivated 生命周期；当组件被切回来时，再去缓存里找这个组件、触发 activated 钩子函数。

LRU 缓存算法

大致题意

leetCode

运用你所掌握的数据结构，设计和实现一个  LRU (最近最少使用) 缓存机制 。 实现 LRUCache 类：

  1. LRUCache(int capacity) 以正整数作为容量 capacity 初始化 LRU 缓存
  2. int get(int key) 如果关键字 key 存在于缓存中，则返回关键字的值，否则返回 -1 。
  3. void put(int key, int value) 如果关键字已经存在，则变更其数据值；如果关键字不存在，则插入该组「关键字-值」。当缓存容量达到上限时，它应该在写入新数据之前删除最久未使用的数据值，从而为新的数据值留出空间。

题目要求的1和2相对简单，主要是条件3，当缓存容量达到上限时，它应该在写入新数据之前删除最久未使用的数据值。容量和条件1相呼应，关键是怎么理解最久未使用呢?

  1. 读和写都是在使用数据
  2. 假设不管是读还是写，我们都把对应的key值放到数组的末尾，那么是不是意味着数组的头部就是最久未使用的了呢？

数组&&对象实现方式

var LRUCache = function (capacity) {
  // 用数组记录读和写的顺序
  this.keys = []
  // 用对象来保存key value值
  this.cache = {}
  // 容量
  this.capacity = capacity
}

LRUCache.prototype.get = function (key) {
  // 如果存在
  if (this.cache[key]) {
    // 先删除原来的位置
    remove(this.keys, key)
    // 再移动到最后一个，以保持最新访问
    this.keys.push(key)
    // 返回值
    return this.cache[key]
  }
  return -1
}

LRUCache.prototype.put = function (key, value) {
  if (this.cache[key]) {
    // 存在的时候先更新值
    this.cache[key] = value
    // 再更新位置到最后一个
    remove(this.keys, key)

    this.keys.push(key)
  } else {
    // 不存在的时候加入
    this.keys.push(key)
    this.cache[key] = value
    // 容量如果超过了最大值，则删除最久未使用的（也就是数组中的第一个key）
    if (this.keys.length > this.capacity) {
      removeCache(this.cache, this.keys, this.keys[0])
    }
  }
}

// 移出数组中的key
function remove(arr, key) {
  if (arr.length) {
    const index = arr.indexOf(key)

    if (index > -1) {
      return arr.splice(index, 1)
    }
  }
}

// 移除缓存中 key
function removeCache(cache, keys, key) {
  cache[key] = null
  remove(keys, key)
}

Map实现方式

第一种实现方式，我们借助了数组来存储每次key被访问（get、set）的顺序，这样实现比较麻烦一些，有没有其他方案，让我们更加便捷一些，不需要额外维护数组呢？借助Map设置值时可以保持顺序性，处理LRU算法将会及其方便

/**
 * @param {number} capacity
 */
var LRUCache = function (capacity) {
  this.cache = new Map()
  this.capacity = capacity
};

/** 
 * @param {number} key
 * @return {number}
 */
LRUCache.prototype.get = function (key) {
  if (this.cache.has(key)) {
    const value = this.cache.get(key)
    // 更新位置
    this.cache.delete(key)
    this.cache.set(key, value)

    return value
  }

  return -1
};

/** 
 * @param {number} key 
 * @param {number} value
 * @return {void}
 */
LRUCache.prototype.put = function (key, value) {
  // 已经存在的情况下，更新其位置到”最新“即可
  // 先删除，后插入
  if (this.cache.has(key)) {
    this.cache.delete(key)
  } else {
    // 插入数据前先判断，size是否符合capacity
    // 已经>=capacity，需要把最开始插入的数据删除掉
    // keys()方法得到一个可遍历对象,执行next()拿到一个形如{ value: 'xxx', done: false }的对象
    if (this.cache.size >= this.capacity) {
      this.cache.delete(this.cache.keys().next().value)
    }
  }

  this.cache.set(key, value)
};

上一篇： WebSocket和Keep-Alive有何不同？

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