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cache-manager.md

File metadata and controls

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CacheManager 缓存管理器

模块: lib/core/CacheManager.js

用途: 高性能 Schema 编译缓存，支持 LRU 淘汰和 TTL 过期

📑 目录

概述

CacheManager 是 SchemaI-DSL 的内部缓存系统，用于缓存编译后的 Schema 验证函数，避免重复编译带来的性能开销。

核心功能

  • ✅ LRU（最近最少使用）淘汰策略
  • ✅ TTL（生存时间）过期机制
  • ✅ 命中率统计
  • ✅ 可配置的缓存大小
  • ✅ 自动清理过期缓存

快速开始

const CacheManager = require('schema-dsl/lib/core/CacheManager');

// 创建缓存实例
const cache = new CacheManager({
  maxSize: 100,    // 最大缓存数量
  ttl: 3600000     // 1小时过期
});

// 存储缓存
cache.set('user-schema', compiledValidator);

// 获取缓存
const validator = cache.get('user-schema');
if (validator) {
  console.log('缓存命中');
} else {
  console.log('缓存未命中');
}

// 查看统计
console.log(cache.getStats());

API 参考

构造函数

new CacheManager(options)

参数：

参数 类型 默认值 说明
options.maxSize number 100 最大缓存条目数
options.ttl number 3600000 缓存生存时间（毫秒）
options.enabled boolean true 是否启用缓存
options.statsEnabled boolean true 是否启用统计

get(key)

获取缓存值。

const value = cache.get('my-key');

返回值：

  • 命中：返回缓存的值
  • 未命中或过期：返回 null

行为：

  • 更新访问时间（LRU）
  • 增加访问计数
  • 将条目移到队列末尾

set(key, value, ttl?)

设置缓存值。

// 使用默认 TTL
cache.set('key', value);

// 使用自定义 TTL（5分钟）
cache.set('key', value, 300000);

行为：

  • 如果达到最大容量，自动淘汰最久未使用的条目
  • 记录创建时间和访问时间

delete(key)

删除缓存条目。

const deleted = cache.delete('key');
console.log(deleted); // true 或 false

has(key)

检查缓存是否存在（不更新访问时间）。

if (cache.has('key')) {
  console.log('缓存存在');
}

clear()

清空所有缓存。

cache.clear();

getStats()

获取缓存统计信息。

const stats = cache.getStats();
console.log(stats);
// {
//   hits: 150,       // 命中次数
//   misses: 30,      // 未命中次数
//   evictions: 10,   // 淘汰次数
//   sets: 100,       // 设置次数
//   deletes: 5,      // 删除次数
//   clears: 1,       // 清空次数
//   hitRate: 0.833,  // 命中率 (83.3%)
//   size: 80,        // 当前缓存数量
//   maxSize: 100     // 最大容量
// }

resetStats()

重置统计信息。

cache.resetStats();

getSize()

获取当前缓存条目数量。

console.log(`当前缓存: ${cache.getSize()} 条`);

配置选项

缓存大小

// 小型应用（节省内存）
const smallCache = new CacheManager({ maxSize: 50 });

// 大型应用（更高性能）
const largeCache = new CacheManager({ maxSize: 500 });

TTL 设置

// 短期缓存（5分钟）
const shortCache = new CacheManager({ ttl: 5 * 60 * 1000 });

// 长期缓存（24小时）
const longCache = new CacheManager({ ttl: 24 * 60 * 60 * 1000 });

// 永不过期
const permanentCache = new CacheManager({ ttl: 0 });

禁用缓存

// 开发环境可能需要禁用缓存
const noCache = new CacheManager({ enabled: false });

统计信息

命中率分析

function analyzeCachePerformance(cache) {
  const stats = cache.getStats();

  console.log('=== 缓存性能分析 ===');
  console.log(`命中次数: ${stats.hits}`);
  console.log(`未命中次数: ${stats.misses}`);
  console.log(`命中率: ${(stats.hitRate * 100).toFixed(1)}%`);
  console.log(`缓存使用率: ${(stats.size / stats.maxSize * 100).toFixed(1)}%`);
  console.log(`淘汰次数: ${stats.evictions}`);

  // 性能建议
  if (stats.hitRate < 0.5) {
    console.log('⚠️ 命中率较低，考虑增加缓存大小');
  }
  if (stats.evictions > stats.sets * 0.5) {
    console.log('⚠️ 淘汰率较高，考虑增加缓存大小或TTL');
  }
}

监控仪表板

function printCacheDashboard(cache) {
  const stats = cache.getStats();
  const hitRate = (stats.hitRate * 100).toFixed(1);
  const usage = (stats.size / stats.maxSize * 100).toFixed(1);

  console.log('┌─────────────────────────────┐');
  console.log('│     缓存状态仪表板          │');
  console.log('├─────────────────────────────┤');
  console.log(`│ 命中率:     ${hitRate.padStart(6)}%          │`);
  console.log(`│ 使用率:     ${usage.padStart(6)}%          │`);
  console.log(`│ 当前条目:   ${String(stats.size).padStart(6)}           │`);
  console.log(`│ 最大容量:   ${String(stats.maxSize).padStart(6)}           │`);
  console.log('└─────────────────────────────┘');
}

最佳实践

1. 合理设置缓存大小

// 根据 Schema 数量估算
// 如果有 50 个不同的 Schema，设置 100 以留有余量
const cache = new CacheManager({ maxSize: 100 });

2. 开发环境禁用缓存

const cache = new CacheManager({
  enabled: process.env.NODE_ENV !== 'development'
});

3. 定期检查性能

setInterval(() => {
  const stats = cache.getStats();
  if (stats.hitRate < 0.8) {
    console.warn('缓存命中率低于80%');
  }
}, 60000);

4. 在 Schema 更新时清除缓存

function updateSchema(name, newSchema) {
  // 更新 Schema
  schemas[name] = newSchema;
  
  // 清除相关缓存
  cache.delete(`schema:${name}`);
}

LRU 淘汰机制

当缓存达到最大容量时，自动淘汰最久未使用的条目：

缓存操作顺序：
1. set('A', ...) → [A]
2. set('B', ...) → [A, B]
3. set('C', ...) → [A, B, C]  (达到 maxSize=3)
4. get('A')      → [B, C, A]  (A 移到末尾)
5. set('D', ...) → [C, A, D]  (B 被淘汰)

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