一个优雅的|一个优雅的 LRU 缓存实现一个优雅的LRU缓存实现

Golang 的各种组件很灵活也很强大，但对于初级入门的使用者来说，要用好着实不易。最近，在开发一个可以拿来即用的 golang 库。第一个组件选择了缓存，主要是因为这个组件非常的关键，但也非常不容易实现好。
第一步：定义 Cache 接口
设计一个高扩展的缓存包，就需要利用里氏替换原则（Liskov Substitution Principle），做好抽象，将缓存定义为接口

type Cache interface { ... }

第二步：组织包结构
然后，实现一个具体的 LRU 缓存，那么此时首先要组织好包结构，如下：

|-cache | |-lru | | |-lru.go | | |-segment.go | | |-options.go | | |-expvar.go |-cache.go

利用包划分层次，将接口放在根包下，作为所有子包的通用语言：

// cache.go package edge type Cache interface { ... }

第三步：实现 LRU 缓存

为了防止锁竞争导致的性能低下，此处使用分段加锁的方式降低锁粒度以提高缓存性能
同时将 segment、newSegment、cache 以小写命名，避免对外暴露实现细节
使用 Higher-order function，实现可扩展的配置参数
使用 expvar 暴露缓存的状态

// lru.go package lrutype cache struct { ... } func New(opts ...Opt) (*cache, error) { ... }// segment.go package lrutype segment struct { ... } func newSegment(c int) *segment { ... }// options.go type options struct { ... }type Opt func(*options)func WithConcurrency(c int) Opt { return func(o *options) { o.concurrency = c } }func WithCapacity(c int) Opt { return func(o *options) { o.capacity = c } }// expvar.go var m = struct { Get*expvar.Int Set*expvar.Int Delete *expvar.Int Exists *expvar.Int Hit*expvar.Int Evict*expvar.Int }{ Get:expvar.NewInt("cache.lru.get"), Set:expvar.NewInt("cache.lru.set"), Delete: expvar.NewInt("cache.lru.delete"), Exists: expvar.NewInt("cache.lru.exists"), Hit:expvar.NewInt("cache.lru.hit"), Evict:expvar.NewInt("cache.lru.evict"), }

第四步：结束了么？
当然没有，从以上可以看到，以下几点：

options 可以做到多种实现共用，更应该放在 cache 文件夹下。
在使用时，lru.New() 赋值给 Cache 接口略微不自然
segment.go 和 expvar.go 未对使用者开放但文件却对外暴露
segment 可能后续会用来实现其他缓存算法，也不适合放在 lru 包下

基于以上原因，再次调整包结构如下：

|-cache | |-options.go | |-lru.go |-cache.go |-internal | |-cache | | |-lru | | | |-expvar.go | | | |-segment.go

同时，调整 LRU 缓存的接口为：

// cache.go package cachetype cache struct { ... } func NewLRU(opts ...Opt) (*cache, error) { ... }

是不是自然了很多，使用示例：

var c edge.Cache = cache.NewLRU()

总结
学以致用，此 LRU 的实现应用了很多之前的知识。追求优秀代码的路是没有尽头的，下课。
源代码：github.com/cyningsun/edge
【一个优雅的|一个优雅的 LRU 缓存实现】本文作者：cyningsun
本文地址： https://www.cyningsun.com/07-...
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