Python LRU缓存装饰器
蠢萌的二狗子 人气:0LRU缓存算法，指的是近期最少使用算法，大体逻辑就是淘汰最长时间没有用的那个缓存，这里我们使用有序字典，来实现自己的LRU缓存算法，并将其包装成一个装饰器。
1、首先创建一个my_cache.py文件 编写自己我们自己的LRU缓存算法，代码如下：
import time
from collections import OrderedDict
'''
基于LRU，近期最少用缓存算法写的装饰器。
'''
class LRUCacheDict:
def __init__(self, max_size=1024, expiration=60):
self.max_size = max_size
self.expiration = expiration
self._cache = {}
self._access_records = OrderedDict() # 记录访问时间
self._expire_records = OrderedDict() # 记录失效时间
def __setitem__(self, key, value): # 设置缓存
now = int(time.time())
self.__delete__(key) # 删除原有使用该Key的所有缓存
self._cache[key] = value
self._access_records = now # 设置访问时间
self._expire_records = now + self.expiration # 设置过期时间
self.cleanup()
def __getitem__(self, key): # 更新缓存
now = int(time.time())
del self._access_records[key] # 删除原有的访问时按
self._access_records[key] = now
self.cleanup()
def __contains__(self, key): # 这个是字典默认调用key的方法
self.cleanup()
return key in self._cache
def __delete__(self, key):
if key in self._cache:
del self._cache[key] # 删除缓存
del self._access_records[key] # 删除访问时间
del self._expire_records[key] # 删除过期时间
def cleanup(self): # 用于去掉无效（超过大小）和过期的缓存
if self._expire_records is None:
return None
pending_delete_keys = []
now = int(time.time())
for k, v in self._expire_records.items(): # 判断缓存是否失效
if v < now:
pending_delete_keys.append(k)
for del_k in pending_delete_keys:
self.__delete__(del_k)
while len(self._cache) > self.max_size: # 判断缓存是否超过长度
for k in self._access_records.keys(): # LRU 是在这里实现的，如果缓存用的最少，那么它存入在有序字典中的位置也就最前
self.__delete__(k)
break
代码逻辑其实很简单，上面的注释已经很详细了，不懂的话多看几次。这里实现LRU逻辑的其实是有序字典OrderedDict，你最先存入的值就会存在字典的最前面。当一个值使用时候，我们会重新储存过期时间，导致被经常使用的缓存，会存在字典的后面。而一但缓存的内容长度超过限制时候，这里会调用有序字典最前面的key（也即是近期相对用的最少的），并删除对应的内容，以达到LRU的逻辑。
2、在将我们写好的算法改成装饰器：
from functools import wraps
from my_cache import LRUCacheDict
def lru_cache(max_size=1024, expiration=60, types='LRU'):
if types == 'lru' or types == 'LRU':
my_cache = LRUCacheDict(max_size=max_size, expiration=expiration)
def wrapper(func):
@wraps(func)
def inner(*args, **kwargs):
key = repr(*args, **kwargs)
try:
result = my_cache[key]
except KeyError:
result = func(*args, **kwargs)
my_cache[key] = result
return result
return inner
return wrapper
这里需要解释的是直接使用 my_cache[key]，这个类似字典的方法，实际上是调用了 LRUCacheDict 中的 __contations__方法，这也是字典中实现通过key取值的方法。这个装饰器里，我加入了types的参数，你们可以根据需求，实现不同的缓存算法，丰富这个装饰器的功能，而lru缓存本身，其实已经是python的标准库了，可以引入functools.lru_cache来调用。
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