面试题：Objective-C中对象缓存的基础原理及实现思路

Question

请简要阐述在Objective-C中实施对象缓存的基本原理。如果让你实现一个简单的对象缓存机制，你会从哪些方面入手，大致的实现思路是什么？

Answer 1

1. 实施对象缓存的基本原理

在Objective-C中，对象缓存的基本原理是在内存中开辟一块区域，用于存储已经创建且可能会被再次使用的对象。当需要某个对象时，首先检查缓存中是否存在该对象，如果存在则直接从缓存中获取，避免重复创建，从而提高程序性能，减少内存开销。这基于局部性原理，即程序在一段时间内倾向于频繁访问某些特定对象。

2. 实现简单对象缓存机制的入手点及思路

• 数据结构选择：通常选择NSMutableDictionary作为缓存的存储结构，因为它能提供快速的键值对查找。键可以是对象的唯一标识（例如对象的类名结合特定属性组成的字符串），值则是缓存的对象本身。
• 缓存策略：
  • 容量限制：设置缓存的最大容量，防止缓存占用过多内存。当缓存达到容量上限时，需要采用某种策略删除旧的对象，比如最近最少使用（LRU）策略。
  • 缓存有效期：为每个缓存对象设置有效期，超过有效期的对象将从缓存中移除。可以通过记录对象放入缓存的时间戳，定期检查并删除过期对象。
• 线程安全：如果在多线程环境下使用缓存，需要考虑线程安全问题。可以使用NSLock、NSCondition或者dispatch_queue来确保在多线程访问缓存时数据的一致性和完整性。例如，使用dispatch_queue创建一个串行队列，所有对缓存的读写操作都在该队列中执行。
• 缓存操作方法：
  • 添加对象到缓存：实现一个方法，接受要缓存的对象以及对应的键，将对象以键值对的形式存入NSMutableDictionary。
  • 从缓存获取对象：实现一个方法，根据给定的键在NSMutableDictionary中查找对应的对象，如果找到则返回对象，否则返回nil。
  • 移除对象：实现移除特定键对应对象以及清理过期或超出容量对象的方法。