給產品經理講技術丨朋友圈中的圖片緩存系統(tǒng)

每天早上8點，用5，6分鐘的時間給你講一個白話版技術分析，洗滌心靈，幫你擺脫工作不適癥狀。

每天堅持很苦的，但是我樂意。

每天我都要刷十幾乃至幾十遍朋友圈，來獲取最新的資訊、八卦、行業(yè)大事兒，也順便看看周圍同事都在哪些國家玩耍，哪些同事又后半夜下班打不到車，還有最近周圍同事的孩子都成長的怎么樣，哈哈。八卦、裝逼、賣萌、邀功，每天在朋友圈里悉數上演。

扯遠了，我今天主要分析一下朋友圈的圖片緩存系統(tǒng)以及介紹一個緩存系統(tǒng)的設計要素。

緩存是什么？

緩是臨時的意思，存是存儲的意思，所以緩存就是臨時存儲的意思。什么東西適合臨時存儲呢？文字、網頁、圖片、數據？一切都適合臨時存儲，并且也都適合永久存儲，要看業(yè)務類型。

以朋友圈為例，你一定離不開這幾種場景：

刷了幾頁之后，然后回到頭部，你會發(fā)現(xiàn)看過的圖片依舊在顯示，并沒有重新出現(xiàn)占位符，然后再顯示出圖片，表明這張圖片一直在內存中，隨時可被使用。 點擊一條新內容的圖片時，會展示一張小的縮略圖，然后loading一直在轉，過了一會兒一張清晰無碼大圖展現(xiàn)出來，表明這張圖片是從網絡拉取回來的，隨后再被使用。loading的過程中，只存在一張小的縮略圖。 當你翻到幾天前的內容，打開圖片的時候，有的時候跟2一樣，從網絡拉取，有的時候，瞬間打開，這是為啥呢？因為有可能還在緩存系統(tǒng)中，瞬間被使用。也有可能被淘汰刪除掉了，所以從網絡重新拉取。

這幾種情況基本涵蓋了一個App或者其他應用程序所使用緩存系統(tǒng)的所有場景，只不過這個舉例以圖片為主，其他原理類似。

緩存系統(tǒng)經常分為兩級，稱為一級緩存，二級緩存。一級緩存也叫內存緩存，二級緩存也叫硬盤緩存(手機App中，在Sd卡上)。很顯然，一級緩存存取速度更快，程序退出數據就消失，不可一直保留，且多占了一些內存，容易被人叨逼叨的說程序占內存大，把系統(tǒng)拖慢了，其實這是非常合理的一種以空間換取時間的程序設計。二級緩存容量可以更大，速度要慢一些，程序下次啟動時候，依然可以使用。如果你不知道內存為什么比硬盤快，請出門左轉看看以前的文章，哈。

所以緩存系統(tǒng)設計就是分配兩塊存儲空間，一塊在內存，一塊在硬盤，假設內存分配5Mb，硬盤分配100Mb，前者叫一級緩存，后者叫二級緩存（硬盤相對比較便宜，所以一般分配要大些）。

現(xiàn)在來模擬下整個朋友圈的流程。

進入朋友圈開刷，這些圖片就不斷的占用5Mb的內存空間，這時你往回滑動，你會發(fā)現(xiàn)剛才的圖片還都在，因為這個時候一級緩存還沒滿，還可以繼續(xù)吃，所有的圖片也都能正常滿足業(yè)務需求。

假設這個時候已經滾動到了第三屏，一級緩存5Mb空間已被占滿，達到上限，所以必然要進行淘汰，目前業(yè)界一般會采用LRU（Least Recently Used）算法進行淘汰，也就是最近最少被使用的圖片被淘汰（想想還是很貼心的，最近最少被使用，對一個功利的程序來說，你是最佳人選，如果你在工作中最近最少被使用，要注意安全了哦，哈哈），所以按照朋友圈時間線的性質，第一張圖片被淘汰出了一級緩存，它會被安放到二級緩存，也即存儲到了硬盤上，注意雖然叫“淘汰”，但也沒有那么慘，沒有被完全丟棄打入冷宮，也算有了個不錯的歸宿，假設這個時候滑動回第一張圖片所在的位置，這個時候內存沒有這張圖片，一級緩存中沒有，一級緩存作為一個老好人，會問二級緩存，“第一張圖片”在你哪里嗎？這個時候回答是肯定的，所以一級緩存又按照剛才的算法，淘汰一些其他最近最少被使用的圖片出去，保證第一張圖片能夠在內存中，然后我們有又看到了第一張圖片。

繼續(xù)刷下去，我們會發(fā)現(xiàn)一級緩存5Mb滿了，一直在進行換出換入操作，也就是淘汰一些，選進來一些。硬盤100Mb的空間也有可能被撐滿，所以二級緩存也會進行淘汰工作，因為它是最下面的一層，所以只被動的接收一級緩存塞入圖片，以及自身的淘汰。

擴展到一個新聞客戶端乃至任何一個應用程序，整個流程都可按朋友圈自行腦補，原理都是一樣的，只不過對參數的配置略有不同，比如有的想提供更好的看圖體驗，一級緩存設計的比較大，能夠同時瀏覽更多的圖片，不用經常的換入換出，但是同時也耗用更多內存，程序的穩(wěn)定性也帶來挑戰(zhàn)。二級緩存占用也可以設計的比較大，這樣一些被經常使用的場景的圖片，就可以不用再從網絡上拉取，但是占用大了，一些管家、衛(wèi)士就要出現(xiàn)了，說某程序占用了多少多少空間，是否要現(xiàn)在清理，除非你是像微信這種全國人民不得不用的App，他們會相應的提高閾值，清理也會更慎重。在計算機程序中，時刻充滿博弈，你想占用更多的資源，就面臨更多的風險，用戶體驗和程序性能之間永遠要做衡量，雖然有矛盾，但一定有一個最適合你自己所做業(yè)務的方案，雖然有可能也是要經過取舍的。

再舉個例子，微信的第二個tab是通訊錄，當列表快速滑動的時候，滑動過程中，很多頭像都是默認的灰頭像，為什么是默認頭像呢，因為滑動的時候再去讀相應的頭像，并且對圖片解碼，會使整個列表的滑動掉幀卡頓。一些新聞客戶端的做法又恰恰不同，比如滑動的過程中，圖片就一張接著一張出來，明顯感覺是有些卡頓的，但是慢慢滑動是不會的。所以對于關鍵路徑的理解是選擇技術方案的最重要的要素。

我來談談自己的理解，為什么列表有可能會卡頓，但是大家選擇了不同的做法？微信通訊錄的主場景是查找，按字母排序，很可能是快速的滑動，所以卡頓體驗相當不好，所以舍棄了一點點的滑動過程中的效果。一個新聞客戶端的主場景是瀏覽新聞，應該是慢慢滑動，這個時候快速滑動的卡頓感會被削弱，也即大多數用戶是不會用力滑動的，而大多數慢慢搓動刷新聞。所以對于關鍵路徑的理解不同，所產生的技術方案也不相同。

《羋月傳》中，大王娶了很多老婆，這些老婆在被開苞之后，全部被扔到了一級緩存中，隨時等待大王臨幸，但因為大王年齡越來越大，體力越來越差，并且伴隨著羋月和大王越來越match，羋姝，魏琰隨即被淘汰到了二級緩存中，這些心機較重的女人，如果能適時收手，也許還會被重新?lián)Q入到一級緩存中，和大王有更多的機會見面，但多行不義必自斃，今天晚上的故事劇情應該就是他們被從二級緩存中徹底刪除……

歡迎添加微信公眾號：給產品經理講技術