面试题：Python中常用的缓存模块有哪些及如何简单使用

Question

请列举Python中至少两个常用的缓存模块，并简述如何使用其中一个模块对一个函数进行缓存，以提升其性能。

Answer 1

• 常用缓存模块：

  • functools.lru_cache：这是Python标准库functools中的一个函数装饰器，用于实现LRU（Least Recently Used）缓存，它会自动缓存函数的返回值，当相同参数再次调用时，直接返回缓存中的值，提高函数执行效率。适用于纯函数（相同输入始终返回相同输出）场景。
  • cachetools：是一个功能丰富的第三方缓存库，提供多种缓存类型，如TTLCache（带过期时间的缓存）、LRUCache等。

• 使用functools.lru_cache对函数进行缓存示例：

import functools


@functools.lru_cache(maxsize=128)
def fibonacci(n):
    if n <= 1:
        return n
    return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2)

在上述代码中，@functools.lru_cache(maxsize=128)装饰器应用于fibonacci函数。maxsize参数指定缓存可以存储的最大项数，设置为None时表示缓存大小无限制。这样，每次调用fibonacci函数时，如果参数已经在缓存中，就直接返回缓存的结果，大大提升了函数性能，尤其是在计算斐波那契数列这种递归调用开销较大的场景。