学习-从浏览器缓存淘汰策略和 Vue 的 keep-alive 学习 LRU 算法

LRU（Least frequently used：最近最少使用）。算法在缓存写满的时候，会根据所有数据的访问记录，淘汰掉未来被访问几率最低的数据。也就是说该算法认为，最近被访问过的数据，在将来被访问的几率最大。

个人解读：淘汰掉访问次数少的，留下访问次数多的数据

 一、LRU 缓存淘汰策略

缓存在计算机网络上随处可见例如：当我们首次访问一个网页时，打开很慢，但当我们再次打开这个网页时，打开就很快。

这就涉及缓存在浏览器的应用：浏览器缓存。当我们打开一个网页时，例如 https://github.com/sisterAn/JavaScript-Algorithms，它会在发起真正的网络请求前，查询浏览器缓存，看是否有要请求的文件，如果有，浏览器将会拦截请求，返回缓存文件，并直接结束请求，不会再去服务器上下载。如果不存在，才会去服务器请求。

其实，浏览器中的缓存是一种在本地保存资源副本，它的大小是有限的，当我们请求书过多时，缓存空间会被用满，此时，继续进行网络请求就需要确定缓存中哪些数据被保留，哪些数据被移除，这就是浏览器淘汰策略，最常见的淘汰策略有 FIFO（First in First out：先进先出）、LFU（Least Frequently Used：最少使用）、LRU（Least Recently Used：最近最少使用）。

LRU 缓存淘汰策略，顾名思义，就是根据数据的历史访问记录来进行淘汰数据，其核心思想是如果数据最近被访问过，那么将来被访问的几率也很高，优先淘汰最近没有被访问到的数据。

二、LRU 在 keep-alive（Vue）上的实现

　　　1. keep-alive

keep-alive 在 vue 中用于实现组件的缓存，当组件切换时不会对当前组件进行卸载。

<!-- 基本 -->
    <keep-alive>
      <component :is="view"></component>
    </keep-alive>

　　　 最常用的两个属性：include、exculde，用于组件进行有条件的缓存，可以用逗号分隔字符串、正则表达式或一个数组来表示。

　　　 在 2.5.0 版本中，keep-alive 新增了 max 属性，用于最多可以缓存多少组件实例，一旦这个数字达到了，在新实例被创建之前，已缓存组件中最久没有被访问的实例会被销毁掉，看，这里就应用了 LRU 算法。即在 keep-alive 中缓存达到 max ，新增缓存实例会优先淘汰最近没有被访问到的实例。

　2. 从 vue 源码看 keep-alive 的实现

exportdefault {
  name: "keep-alive",
  // 抽象组件属性 ,它在组件实例建立父子关系的时候会被忽略,
  // 发生在 initLifecycle 的过程中
  abstract: true,
  props: {
    // 被缓存组件
    include: patternTypes,
    // 不被缓存组件
    exclude: patternTypes,
    // 指定缓存大小
    max: [String, Number]
  },
  created() {
    // 初始化用于存储缓存的 cache 对象
    this.cache = Object.create(null);
    // 初始化用于存储VNode key值的 keys 数组
    this.keys = [];
  },
  destroyed() {
    for (const key in this.cache) {
      // 删除所有缓存
      pruneCacheEntry(this.cache, key, this.keys);
    }
  },
  mounted() {
    // 监听缓存（include）/不缓存（exclude）组件的变化
    // 在变化时，重新调整 cache
    // pruneCache：遍历 cache，
    //   如果缓存的节点名称与传入的规则没有匹配上的话，
    //   就把这个节点从缓存中移除
    this.$watch("include", val => {
      pruneCache(this, name => matches(val, name));
    });
    this.$watch("exclude", val => {
      pruneCache(this, name => !matches(val, name));
    });
  },
  render() {
    // 获取第一个子元素的 vnode
    const slot = this.$slots.default;
    const vnode: VNode = getFirstComponentChild(slot);
    const componentOptions: ?VNodeComponentOptions =
      vnode && vnode.componentOptions;
    if (componentOptions) {
      // name 不在 inlcude 中或者在 exlude 中则直接返回 vnode，
      // 否则继续进行下一步
      // check pattern
      const name: ?string = getComponentName(componentOptions);
      const { include, exclude } = this;
      if (
        // not included
        (include && (!name || !matches(include, name))) ||
        // excluded
        (exclude && name && matches(exclude, name))
      ) {
        return vnode;
      }
      
      const { cache, keys } = this;
      // 获取键，优先获取组件的 name 字段，否则是组件的 tag
      const key: ?string =
        vnode.key == null
          ? // same constructor may get registered as
            // different local components
            // so cid alone is not enough (#3269)
            componentOptions.Ctor.cid +
            (componentOptions.tag ? `::${componentOptions.tag}` : "")
          : vnode.key;
        
      // --------------------------------------------------
      // 下面就是 LRU 算法了，
      // 如果在缓存里有则调整，
      // 没有则放入（长度超过 max，则淘汰最近没有访问的）
      // --------------------------------------------------
      // 如果命中缓存，则从缓存中获取 vnode 的组件实例，
      // 并且调整 key 的顺序放入 keys 数组的末尾
      if (cache[key]) {
        vnode.componentInstance = cache[key].componentInstance;
        // make current key freshest
        remove(keys, key);
        keys.push(key);
      }
      // 如果没有命中缓存,就把 vnode 放进缓存
      else {
        cache[key] = vnode;
        keys.push(key);
        // prune oldest entry
        // 如果配置了 max 并且缓存的长度超过了 this.max，还要从缓存中删除第一个
        if (this.max && keys.length > parseInt(this.max)) {
          pruneCacheEntry(cache, keys[0], keys, this._vnode);
        }
      }
      
      // keepAlive标记位
      vnode.data.keepAlive = true;
    }
    return vnode || (slot && slot[0]);
  }
};

// 移除 key 缓存
function pruneCacheEntry (
  cache: VNodeCache,
  key: string,
  keys: Array<string>,
  current?: VNode
) {
  const cached = cache[key]
  if (cached && (!current || cached.tag !== current.tag)) {
    cached.componentInstance.$destroy()
  }
  cache[key] = null
  remove(keys, key)
}

// remove 方法（shared/util.js）
/**
 * Remove an item from an array.
 */
exportfunction remove (arr: Array<any>, item: any): Array<any> | void {
  if (arr.length) {
    const index = arr.indexOf(item)
    if (index > -1) {
      return arr.splice(index, 1)
    }
  }
}

​本篇主要内容来自以下文章：

https://www.51cto.com/article/703822.html

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzUzNjk5MTE1OQ==&mid=2247484265&idx=1&sn=7feafe63a80ce6371a1b6834884a6d05&chksm=faec87b1cd9b0ea7ea773e24341918cefa1df7ccbc2c12c0fee679fcf62d2603f86351f732d1&scene=21#wechat_redirect