android轻量级开源缓存框架——ASimpleCache

ASimpleCache框架源码链接

https://github.com/yangfuhai/ASimpleCache

杨神作品,大家最熟悉他的应该是afinal框架吧


官方介绍

ASimpleCache 是一个为android制定的 轻量级的 开源缓存框架。轻量到只有一个java文件(由十几个类精简而来)。


1、它可以缓存什么东西?

普通的字符串、JsonObject、JsonArray、Bitmap、Drawable、序列化的java对象,和 byte数据。

2、它有什么特色?

特色主要是:

1:轻,轻到只有一个JAVA文件。

2:可配置,可以配置缓存路径,缓存大小,缓存数量等。

3:可以设置缓存超时时间,缓存超时自动失效,并被删除。

4:支持多进程。

3、它在android中可以用在哪些场景?

1、替换SharePreference当做配置文件

2、可以缓存网络请求数据,比如oschina的android客户端可以缓存http请求的新闻内容,缓存时间假设为1个小时,超时后自动失效,让客户端重新请求新的数据,减少客户端流量,同时减少服务器并发量

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3、您来说…

4、如何使用 ASimpleCache?

以下有个小的demo,希望您能喜欢:

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ACache mCache = ACache.get( this );
mCache.put( "test_key1" "test value" );
mCache.put( "test_key2" "test value" 10 ); //保存10秒,如果超过10秒去获取这个key,将为null
mCache.put( "test_key3" "test value" 2 * ACache.TIME_DAY); //保存两天,如果超过两天去获取这个key,将为null

获取数据

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ACache mCache = ACache.get( this );
String value = mCache.getAsString( "test_key1" );

源码分析

一、ACache类结构图

ASimpleCache里只有一个JAVA文件——ACache.java

首先我用思维导图制作了ACache类的详细结构图:
ACache类结构图


二、官方demo分析

通过分析官方给的demo来驱动源码分析吧

以字符串存储为例(官方给的demo里给出了很多种数据读取的例子,其实方法相似),打开SaveStringActivity.java:

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package com.yangfuhai.asimplecachedemo;
 
import org.afinal.simplecache.ACache;
 
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.EditText;
import android.widget.TextView;
import android.widget.Toast;
 
/**
  *
  * @ClassName: SaveStringActivity
  * @Description: 缓存string
  * @Author Yoson Hao
  * @WebSite www.haoyuexing.cn
  * @Email [email protected]
  * @Date 2013-8-7 下午9:59:43
  *
  */
public class SaveStringActivity  extends Activity {
 
     private EditText mEt_string_input;
     private TextView mTv_string_res;
 
     private ACache mCache;
 
     @Override
     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
         super .onCreate(savedInstanceState);
         setContentView(R.layout.activity_save_string);
         // 初始化控件
         initView();
 
         mCache = ACache.get( this );
     }
 
     /**
      * 初始化控件
      */
     private void initView() {
         mEt_string_input = (EditText) findViewById(R.id.et_string_input);
         mTv_string_res = (TextView) findViewById(R.id.tv_string_res);
     }
 
     /**
      * 点击save事件
      *
      * @param v
      */
     public void save(View v) {
         if (mEt_string_input.getText().toString().trim().length() ==  0 ) {
             Toast.makeText(
                     this ,
                     "Cuz u input is a nullcharacter ... So , when u press \"read\" , if do not show any result , plz don't be surprise" ,
                     Toast.LENGTH_SHORT).show();
         }
//      mCache.put("testString", mEt_string_input.getText().toString());
         mCache.put( "testString" , mEt_string_input.getText().toString(), 300 );
     }
 
     /**
      * 点击read事件
      *
      * @param v
      */
     public void read(View v) {
         String testString = mCache.getAsString( "testString" );
         if (testString ==  null ) {
             Toast.makeText( this "String cache is null ..." , Toast.LENGTH_SHORT)
                     .show();
             mTv_string_res.setText( null );
             return ;
         }
         mTv_string_res.setText(testString);
     }
 
     /**
      * 点击clear事件
      *
      * @param v
      */
     public void clear(View v) {
         mCache.remove( "testString" );
     }
 
}

可以看到缓存字符串的读取方法很简单!!!

  1. 在onCreate里通过get方式获取缓存实例
    mCache = ACache.get(this);
  2. 在save按钮的点击事件里,通过put方法往缓存实例里保存字符串
    mCache.put(“testString”, mEt_string_input.getText().toString(),300);
  3. 在read按钮的点击事件里,通过getAsString方法从缓存实例里读取字符串
    mCache.getAsString(“testString”);
    其他数据读取,方法相似,也是这三个步骤。300为保存时间300秒。

三、ACache源码分析

1、获取缓存实例

那我们就从ACache.get()开始吧,其实查看上面的思维导图,ACache类的构造方法为private的,所以新建缓存实例只能通过ACache.get方式获取。

 
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//实例化应用程序场景缓存
public static ACache get(Context ctx) {
     return get(ctx,  "ACache" );
}
//新建缓存目录
public static ACache get(Context ctx, String cacheName) {
     //新建文件夹,文件路径为应用场景缓存路径目录,文件夹名为ACache(new File()也可新建文件,带上后缀即可)
     File f =  new File(ctx.getCacheDir(), cacheName);
     return get(f, MAX_SIZE, MAX_COUNT);
}
//新建缓存实例,存入实例map,key为缓存目录+每次应用开启的进程id
public static ACache get(File cacheDir,  long max_zise,  int max_count) {
     //返回key为缓存目录+每次应用开启的进程id的map的value值,赋给缓存实例manager
     ACache manager = mInstanceMap.get(cacheDir.getAbsoluteFile() + myPid());
     if (manager ==  null ) {  //缓存实例为空时,
         manager =  new ACache(cacheDir, max_zise, max_count);
         mInstanceMap.put(cacheDir.getAbsolutePath() + myPid(), manager); //插入map
     }
     return manager;
}

在调用ACache.get(Context)方法过程中,其实执行了三个get方法

(1)get(Context ctx)->(2)get(Context ctx, String cacheName)->(3)get(File cacheDir, long max_zise, int max_count)

在(2)中新建了缓存目录,路径为:

/data/data/app-package-name/cache/ACache

缓存大小MAX_SIZE和数量MAX_COUNT均由final变量控制。

其实最终调用(3)获取实例:

mInstanceMap的key为缓存目录+每次应用开启的进程id,value为ACache.

初次运行,mInstanceMap没有任何键值对,所以manager == null。故通过ACache构造方法构造新实例,最后将该实例引用存入mInstanceMap。

接下来我们来看看ACache构造方法:

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//ACache构造函数 为private私有(所以在其他类里获得实例只能通过get()方法)
private ACache(File cacheDir,  long max_size,  int max_count) {
     if (!cacheDir.exists() && !cacheDir.mkdirs()) {      //缓存目录不存在并且无法创建时,抛出异常
         throw new RuntimeException( "can't make dirs in " + cacheDir.getAbsolutePath());
     }
     mCache =  new ACacheManager(cacheDir, max_size, max_count); //实例化ACacheManager内部类实例
}

缓存目录不存在并且无法创建时,抛出异常,否则实例化ACacheManager内部类实例(缓存管理器)。ACacheManager内部类的构造函数如下:

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//内部类ACacheManager的构造函数
  private ACacheManager(File cacheDir,  long sizeLimit,  int countLimit) {
      this .cacheDir = cacheDir;
      this .sizeLimit = sizeLimit;
      this .countLimit = countLimit;
      cacheSize =  new AtomicLong();        //原子类实例cacheSize,不用加锁保证线程安全
      cacheCount =  new AtomicInteger();    //原子类实例cacheCount,不用加锁保证线程安全
      calculateCacheSizeAndCacheCount();
  }

构造函数得到原子类实例cacheSize和cacheCount,通过calculateCacheSizeAndCacheCount();方法计算cacheSize和cacheCount如下:

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/**
  * 计算 cacheSize和cacheCount
  */
private void calculateCacheSizeAndCacheCount() {
     new Thread( new Runnable() {
         @Override
         public void run() {
             //int size = 0;
             long size =  0 ;   //这里long类型才对——by牧之丶
             int count =  0 ;
             File[] cachedFiles = cacheDir.listFiles();   //返回缓存目录cacheDir下的文件数组
             if (cachedFiles !=  null ) {
                 for (File cachedFile : cachedFiles) {    //对文件数组遍历
                     size += calculateSize(cachedFile);
                     count +=  1 ;
                     lastUsageDates.put(cachedFile, cachedFile.lastModified());   //将缓存文件和最后修改时间插入map
                 }
                 cacheSize.set(size);         //设置为给定值
                 cacheCount.set(count);       //设置为给定值
             }
         }
     }).start();
}

calculateCacheSizeAndCacheCount方法中开启线程进行大小和数量的计算。计算完后存入cacheSize和cacheCount,cacheSize和cacheCount在内部类中定义为AtomicLong和AtomicInteger量子类,也就是线程安全的。其基本的特性就是在多线程环境下,当有多个线程同时执行这些类的实例包含的方法时,具有排他性,即当某个线程进入方法,执行其中的指令时,不会被其他线程打断,而别的线程就像自旋锁一样,一直等到该方法执行完成,才由JVM从等待队列中选择一个另一个线程进入。


到这里获取缓存实例工作完成,主要完成了如下工作:

  1. 新建了缓存目录
  2. 通过ACache构造方法构造新实例,并且将该实例引用插入mInstanceMap
  3. 实例化ACacheManager,计算cacheSize和cacheCount

接下来就是数据存取操作。

2、往缓存实例存入数据

从上面的思维导图public method(各种数据的读写方法)中,有各种public的put和get等方法来缓存各种数据类型的数据。由上面的demo的put方法

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<strong> mCache.put(“testString”, mEt_string_input.getText().toString(), 300 );</strong>

我们找到原形:

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/**
  * 保存 String数据 到 缓存中
  *
  * @param key
  *            保存的key
  * @param value
  *            保存的String数据
  * @param saveTime
  *            保存的时间,单位:秒
  */
public void put(String key, String value,  int saveTime) {
     put(key, Utils.newStringWithDateInfo(saveTime, value));
}

这里的put方法可以指定缓存时间。调用他自身的另一个put方法:

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/**
   * 保存 String数据 到 缓存中
   *
   * @param key
   *            保存的key
   * @param value
   *            保存的String数据
   */
  public void put(String key, String value) {
      File file = mCache.newFile(key);     //新建文件
      BufferedWriter out =  null ;           //缓冲字符输出流,作用是为其他字符输出流添加一些缓冲功能
      try {
          out =  new BufferedWriter( new FileWriter(file),  1024 );    //获取file字符流
          out.write(value);        //  把value写入
      catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
      finally {
          if (out !=  null ) {
              try {
                  out.flush();
                  out.close();
              catch (IOException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
          }
          mCache.put(file);    //更新cacheCount和cacheSize  lastUsageDates插入新建文件和时间的键值对
      }
  }

在put(String key, String value)方法中首先调用mCache.newFile(key)新建一个文件:

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//新建文件
private File newFile(String key) {
     return new File(cacheDir, key.hashCode() +  "" );      //新建文件,文件名为key的整型哈希码
}

新建的文件名为key的整型哈希码。回到put(String key, String value)中,然后通过out.write(value);将数据存入文件。最后调用mCache.put(file);进行ACacheManager实例的更新操作

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//更新cacheCount和cacheSize  lastUsageDates插入新建文件和时间的键值对
//文件放入程序缓存后,统计缓存总量,总数,文件存放到文件map中(value值为文件最后修改时间,便于根据设置的销毁时间进行销毁)
//缓存没有超过限制,则增加缓存总量,总数的数值
//缓存超过限制,则减少缓存总量,总数的数值
//通过removeNext方法找到最老文件的大小
     private void put(File file) {
         int curCacheCount = cacheCount.get();    //获取数量
         while (curCacheCount +  1 &gt; countLimit) {     //大于上限
             long freedSize = removeNext();           //移除旧的文件,返回文件大小
             cacheSize.addAndGet(-freedSize);         //更新cacheSize
 
             curCacheCount = cacheCount.addAndGet(- 1 ); //更新cacheCount
         }
         cacheCount.addAndGet( 1 ); //更新cacheCount
 
         long valueSize = calculateSize(file);        //计算文件大小
         long curCacheSize = cacheSize.get();         //获取当前缓存大小
         while (curCacheSize + valueSize &gt; sizeLimit) {   //大于上限
             long freedSize = removeNext();               //移除旧的文件,返回文件大小
             curCacheSize = cacheSize.addAndGet(-freedSize);      //更新curCacheSize
         }
         cacheSize.addAndGet(valueSize);                          //更新cacheSize
 
         Long currentTime = System.currentTimeMillis();
         file.setLastModified(currentTime);           //设置文件最后修改时间
         lastUsageDates.put(file, currentTime);       //插入map
     }

分析完ACacheManager的put()后,我们回到put(key, Utils.newStringWithDateInfo(saveTime, value))

其中第二个参数value传入的是Utils.newStringWithDateInfo(saveTime, value),而newStringWithDateInfo是ACache的内部工具类的一个方法,在value内容前面加上了时间信息

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//返回时间信息+value
private static String newStringWithDateInfo( int second, String strInfo) {
     return createDateInfo(second) + strInfo;
}

返回拼接createDateInfo(second)和value的字符串。createDateInfo()如下:

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//时间信息
private static String createDateInfo( int second) {
     String currentTime = System.currentTimeMillis() +  "" ;
     while (currentTime.length() &lt;  13 ) {      //小于13,前面补0
         currentTime =  "0" + currentTime;
     }
     return currentTime +  "-" + second + mSeparator;  //当前时间-保存时间
}

返回字符串格式为 当前时间-保存时间“ ”


3、从缓存实例读取数据

由上面的demo的get方法mCache.getAsString(“testString”);我们找到原形:

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/**
  * 读取 String数据
  *
  * @param key
  * @return String 数据
  */
public String getAsString(String key) {
     File file = mCache.get(key);     //获取文件
     if (!file.exists())
         return null ;
     boolean removeFile =  false ;
     BufferedReader in =  null ;
     try {
         in =  new BufferedReader( new FileReader(file));
         String readString =  "" ;
         String currentLine;
         while ((currentLine = in.readLine()) !=  null ) {  //逐行遍历
             readString += currentLine;   //每行字符串连接
         }
         if (!Utils.isDue(readString)) {  //String数据未到期
                 return Utils.clearDateInfo(readString); //去除时间信息的字符串内容
         else {
             removeFile =  true ;       //移除文件标志位为真
             return null ;
         }
     catch (IOException e) {
         e.printStackTrace();
         return null ;
     finally {
         if (in !=  null ) {
             try {
                 in.close();
             catch (IOException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
         if (removeFile)
             remove(key);     //移除缓存
     }
}

getAsString(String key)方法里首先通过缓存管理器的mCache.get(key)方法获取文件,然后用Utils.isDue(readString)**判断是否字符串数据到期,未到期返回去除时间信息的字符串内容;到期则移除缓存,返回空。**Utils.isDue(readString)调用了isDue(byte[] data)判断:

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/**
  * 判断缓存的byte数据是否到期
  *
  * @param data
  * @return true:到期了 false:还没有到期
  */
private static boolean isDue( byte [] data) {
     String[] strs = getDateInfoFromDate(data);
     if (strs !=  null &amp;&amp; strs.length ==  2 ) {
         String saveTimeStr = strs[ 0 ];
         while (saveTimeStr.startsWith( "0" )) {
             saveTimeStr = saveTimeStr.substring( 1 , saveTimeStr.length());
         }
         long saveTime = Long.valueOf(saveTimeStr);
         long deleteAfter = Long.valueOf(strs[ 1 ]);
         if (System.currentTimeMillis() &gt; saveTime + deleteAfter *  1000 ) {
             return true ;
         }
     }
     return false ;
}

至此整个缓存字符串读取过程在ACache的源码分析完成,其他缓存数据类型读取方法分析过程一样。

JsonObject、JsonArray、Bitmap、Drawable、序列化的存入缓存都是转化为字符串/byte格式,再调用函数put(String key, String value)即可。

比如BitMap的保存:

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/**
  * 保存 bitmap 到 缓存中,有保存时间
  *
  * @param key
  *            保存的key
  * @param value
  *            保存的 bitmap 数据
  * @param saveTime
  *            保存的时间,单位:秒
  */
public void put(String key, Bitmap value,  int saveTime) {
     put(key, Utils.Bitmap2Bytes(value), saveTime);
}

Bitmap的读取:

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/**
  * 读取 bitmap 数据
  *
  * @param key
  * @return bitmap 数据
  */
public Bitmap getAsBitmap(String key) {
     if (getAsBinary(key) ==  null ) {
         return null ;
     }
     return Utils.Bytes2Bimap(getAsBinary(key));
}

思想就是把bitmap转化为byte[], 再调用缓存byte的函数 。通过Utils.Bitmap2Bytes(value)完成Bitmap → byte[] 的转换。通过Utils.Bytes2Bimap(getAsBinary(key))完成byte[] → Bitmap的转换。

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/*
  * Bitmap → byte[]
  */
private static byte [] Bitmap2Bytes(Bitmap bm) {
     if (bm ==  null ) {
         return null ;
     }
         ByteArrayOutputStream baos =  new ByteArrayOutputStream(); //byte[]输出流
     bm.compress(Bitmap.CompressFormat.PNG,  100 , baos); //按指定的图片格式以及画质,将图片转换为输出流。压缩图片,不压缩是100,表示压缩率为0
     return baos.toByteArray();
}
 
/*
  * byte[] → Bitmap
  */
private static Bitmap Bytes2Bimap( byte [] b) {
     if (b.length ==  0 ) {
         return null ;
     }
         return BitmapFactory.decodeByteArray(b,  0 , b.length); //解析
}

很简单吧。Drawable的缓存就是先转化为Bitmap,之后就是上面的步骤转换成byte。


总结

该开源库类简单,容易理解。

可以使用ACache把那些不需要实时更新的数据缓存起来,一来减少网络请求,二来本地加载速度也快。

可以设置缓存时间。

可以替换SharePreference当做配置文件,保存多种数据类型,比如可以保存头像信息。

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