beego解讀Cache之MemoryCache

来源:https://www.cnblogs.com/asp-poor-as-john/archive/2019/01/19/go_beego_cache_memorycache.html
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beego 框架 cache 目錄是 Go 實現的一個緩存管理器，是beego框架自帶工具之一，當然，如果你只想使用 cache 而不是整個 beego 框架，可以選擇性安裝： go get github.com/astaxie/beego/cache 在我寫這篇博文時， beego 版本是 v1. ...


beego 框架 cache 目錄是 Go 實現的一個緩存管理器，是beego框架自帶工具之一，當然，如果你只想使用 cache 而不是整個 beego 框架，可以選擇性安裝：

go get github.com/astaxie/beego/cache

在我寫這篇博文時， beego 版本是 v1.11.1 ， cache 支持記憶體、文件、 memcache 、 redis、ssdb 。

使用例子：

package main

import (
    // 導入cache包
    "github.com/astaxie/beego/cache"
    "time"
)

func  main()  {
    /*
    bm, err := cache.NewCache("memcache", `{"conn":"127.0.0.1:11211"}`)//memcache
    bm, err := cache.NewCache("redis", `{"conn":":6039"}`)//redis
    bm, err := cache.NewCache("file", `{"CachePath":"cache","FileSuffix":".bin","DirectoryLevel":2,"EmbedExpiry":0}`)

     */
    // 初始化一個記憶體的緩存管理器
    bm, err := cache.NewCache("memory", `{"interval":60}`)
    bm.Put("user", "張三", 10 * time.Second) //
    bm.Get("user")
    bm.IsExist("user")
    bm.Delete("user")
}

cache 包定義了Cache介面，如下：

// Cache interface contains all behaviors for cache adapter.
// usage:
//  cache.Register("file",cache.NewFileCache) // this operation is run in init method of file.go.
//  c,err := cache.NewCache("file","{....}")
//  c.Put("key",value, 3600 * time.Second)
//  v := c.Get("key")
//
//  c.Incr("counter")  // now is 1
//  c.Incr("counter")  // now is 2
//  count := c.Get("counter").(int)
type Cache interface {
    // Get 函數通過鍵獲取值。
    Get(key string) interface{}
    // GetMulti 是 Get 的一個批處理版本。
    GetMulti(keys []string) []interface{}
    // Put 函數設置存入一對鍵值和到期時間。
    Put(key string, val interface{}, timeout time.Duration) error
    // 通過鍵刪除值.
    Delete(key string) error
    // 讓鍵對應的值加1.
    Incr(key string) error
    // 讓鍵對應的值減1.
    Decr(key string) error
    // 檢查一個鍵是否存在.
    IsExist(key string) bool
    // 清空所有緩存.
    ClearAll() error
    // 根據配置啟動一個gc協程。
    StartAndGC(config string) error
}

cache.go文件定義了 Instance ， Instance 是一個 function ，功能是創建一個Cache介面的實例。adapters是一個 map 用於註冊實現了 Cache 的適配器。Register註冊可用的適配器，如果被調用兩次或者驅動為空，將 panic 。代碼如下：

type Instance func() Cache
var adapters = make(map[string]Instance)
func Register(name string, adapter Instance) {
    if adapter == nil {
        panic("cache: Register adapter is nil")
    }
    if _, ok := adapters[name]; ok {
        panic("cache: Register called twice for adapter " + name)
    }
    adapters[name] = adapter
}

我們來先看記憶體緩存的實現方式：

1.MemoryCache memory,go

全局變數及結構

DefaultEvery 表示在記憶體中回收過期緩存項的時間，預設為 1 分鐘。

var DefaultEvery = 60

MemoryItem 用於保存基本記憶體緩存元素.

type MemoryItem struct {
    val         interface{}
    createdTime time.Time
    lifespan    time.Duration
}

MemoryCache 是一個記憶體管理適配器，它包含了一個讀寫鎖（sync.RWMutex），使得 MemoryCache 具備併發安全性。

type MemoryCache struct {
    sync.RWMutex
    dur   time.Duration
    items map[string]*MemoryItem
    Every int // run an expiration check Every clock time
}

方法及函數

init function 註冊驅動名，其實就是一個map存取操作，見上面的 Register 函數。

func init() {
    Register("memory", NewMemoryCache)
}

NewMemoryCache 初始化一個記憶體緩存適配器，返回 Cache 介面，NewMemoryCache 實現了 Cache 介面。

func NewMemoryCache() Cache {
    cache := MemoryCache{items: make(map[string]*MemoryItem)}
    return &cache
}

Get 返回一個鍵在 MemoryCache 中的值， 如果該鍵不存在或到期，返回nil。

func (bc *MemoryCache) Get(name string) interface{} {
    bc.RLock()
    defer bc.RUnlock()
    
    if itm, ok := bc.items[name]; ok {
        if itm.isExpire() {
            return nil
        }
        return itm.val
    }
    return nil
}

GetMulti 傳入一個鍵的 slice，返回slice中存在於緩存且沒有過期的值.

func (bc *MemoryCache) GetMulti(names []string) []interface{} {
    var rc []interface{}
    for _, name := range names {
        rc = append(rc, bc.Get(name))
    }
    return rc
}

Put 向 MemoryCache 中存入一個鍵名位name ，值為 item 的緩存鍵值對並設置時間為 lifespan ，如果時間為 0 ，那麼 item 將永遠存在，除非用戶主動刪除或。

func (bc *MemoryCache) Put(name string, value interface{}, lifespan time.Duration) error {
    bc.Lock()
    defer bc.Unlock()
    bc.items[name] = &MemoryItem{
        val:         value,
        createdTime: time.Now(),
        lifespan:    lifespan,
    }
    return nil
}

Delete 刪除 MemoryCache 中鍵名為 name 的緩存.

func (bc *MemoryCache) Delete(name string) error {
    bc.Lock()
    defer bc.Unlock()
    if _, ok := bc.items[name]; !ok {
        return errors.New("key not exist")
    }
    delete(bc.items, name)
    if _, ok := bc.items[name]; ok {
        return errors.New("delete key error")
    }
    return nil
}

Incr 增加鍵名為 name 緩存的值，支持類型：int,int32,int64,uint,uint32,uint64.

func (bc *MemoryCache) Incr(key string) error {
    bc.RLock()
    defer bc.RUnlock()
    itm, ok := bc.items[key]
    if !ok {
        return errors.New("key not exist")
    }
    switch itm.val.(type) {
    case int:
        itm.val = itm.val.(int) + 1
    case int32:
        itm.val = itm.val.(int32) + 1
    case int64:
        itm.val = itm.val.(int64) + 1
    case uint:
        itm.val = itm.val.(uint) + 1
    case uint32:
        itm.val = itm.val.(uint32) + 1
    case uint64:
        itm.val = itm.val.(uint64) + 1
    default:
        return errors.New("item val is not (u)int (u)int32 (u)int64")
    }
    return nil
}

Decr 減少鍵名為 name 緩存的值，支持類型：int,int32,int64,uint,uint32,uint64，如果類型為 uint,uint32,uint64 且值為 0 時，會返回值小於0錯誤。

func (bc *MemoryCache) Decr(key string) error {
    bc.RLock()
    defer bc.RUnlock()
    itm, ok := bc.items[key]
    if !ok {
        return errors.New("key not exist")
    }
    switch itm.val.(type) {
    case int:
        itm.val = itm.val.(int) - 1
    case int64:
        itm.val = itm.val.(int64) - 1
    case int32:
        itm.val = itm.val.(int32) - 1
    case uint:
        if itm.val.(uint) > 0 {
            itm.val = itm.val.(uint) - 1
        } else {
            return errors.New("item val is less than 0")
        }
    case uint32:
        if itm.val.(uint32) > 0 {
            itm.val = itm.val.(uint32) - 1
        } else {
            return errors.New("item val is less than 0")
        }
    case uint64:
        if itm.val.(uint64) > 0 {
            itm.val = itm.val.(uint64) - 1
        } else {
            return errors.New("item val is less than 0")
        }
    default:
        return errors.New("item val is not int int64 int32")
    }
    return nil
}

IsExist 檢查鍵為 name 的緩存是否存在.

func (bc *MemoryCache) IsExist(name string) bool {
    bc.RLock()
    defer bc.RUnlock()
    if v, ok := bc.items[name]; ok {
        return !v.isExpire()
    }
    return false
}

ClearAll 會清除所有緩存.


func (bc *MemoryCache) ClearAll() error {
    bc.Lock()
    defer bc.Unlock()
    bc.items = make(map[string]*MemoryItem)
    return nil
}

StartAndGC 開始周期性對緩存進行檢查，如果緩存鍵值對過期，會被刪除。

func (bc *MemoryCache) StartAndGC(config string) error {
    var cf map[string]int
    json.Unmarshal([]byte(config), &cf)
    if _, ok := cf["interval"]; !ok {
        cf = make(map[string]int)
        cf["interval"] = DefaultEvery
    }
    dur := time.Duration(cf["interval"]) * time.Second
    bc.Every = cf["interval"]
    bc.dur = dur
    go bc.vacuum()
    return nil
}

未導出函數及方法

// 檢查是否超時.
func (bc *MemoryCache) vacuum() {
    bc.RLock()
    every := bc.Every
    bc.RUnlock()

    if every < 1 {
        return
    }
    for {
        <-time.After(bc.dur)
        if bc.items == nil {
            return
        }
        if keys := bc.expiredKeys(); len(keys) != 0 {
            bc.clearItems(keys)
        }
    }
}

// expiredKeys 返回到期的鍵名 slice.
func (bc *MemoryCache) expiredKeys() (keys []string) {
    bc.RLock()
    defer bc.RUnlock()
    for key, itm := range bc.items {
        if itm.isExpire() {
            keys = append(keys, key)
        }
    }
    return
}

// clearItems 清空鍵名在 keys 內的緩存.
func (bc *MemoryCache) clearItems(keys []string) {
    bc.Lock()
    defer bc.Unlock()
    for _, key := range keys {
        delete(bc.items, key)
    }
}

後記

file、ssdb、memcache和redis實現都相似，file以文件方式儲存每個鍵對應一個文件，文件內容為值的數據，用gob編碼持久化。


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