一日一技：实现有过时时间的LRU缓存

一日一技：实现有过时时间的LRU缓存

摄影：产品经理
下厨：kingname
在一日一技：实现函数调用结果的 LRU 缓存一文中，咱们提到Python自带的LRU缓存lru_cache。经过这个装饰器能够很是轻松地实现缓存。

如今咱们考虑下面这个应用场景：MongoDB中有100对id-用户名的对应关系，我从Redis中持续不断读取id，若是id能在MongoDB中找到对应关系，那么就把对应的用户名打印出来。若是找不到对应关系，那么就把这个id丢弃。

为了防止频繁读取MongoDB，我在程序开始的时候直接读取这一百对对应关系，并存为字典：

import pymongo
import redis

client = redis.Redis()
handler = pymongo.MongoClient().weibo.id_name_map

def read_id_name_map():
    id_name = {}
    for row in handler.find():
        id_name[row['id']] = row['name']
    return id_name

id_name_map = read_id_name_map()
while True:
    data = client.blpop('weibo_id')
    user_id = data[1].decode()
    if user_id in id_name_map:
        print(id_name_map[user_id])

你们能够思考一下，上面这段代码有没有什么问题。而后继续看后面。

若是我如今须要再增长100个id-用户名的对应关系怎么办？

因为这个程序运行之后就一直阻塞式地读取Redis，不会中止，因此整个过程只会读取一次MongoDB。后面即便我向MongoDB中添加了新的对应关系，只要程序不重启，就没法读取到新的对应关系。

确定有同窗想到，在while循环里面增长一个计时器，每x分钟就从新调用一下read_id_name_map()函数，更新对应关系。

不过今天咱们要讲的是另外一个更有创意的办法，使用lru_cache来实现。

对于这个例子来讲，lru_cache的maxsize参数只须要设置为1，由于只须要存放1份对应关系便可。那么咱们如何作到，好比每10分钟更新一次呢？咱们知道，在使用lru_cache时，若是调用同一个函数，而且传入的参数相同，那么从第二次开始就会使用缓存。如今咱们如何让时间在每10分钟内相同呢？

咱们来看如今的时间戳：1578399211.30042

它除以600，值是1578399211.30042 // 600 = 2630665.0。而后我让这个时间戳加5分钟，也就是增长300秒，变成1578399511.30042。这个新的时间戳再除以600，发现结果仍是2630665.0。但若是原来的时间戳增长超过10分钟，例如增长了601秒，咱们再来看看效果(1578399211.30042 + 601) // 600 = 2630666.0，此时的结果也发生了变化。

利用这个特色，修改一下咱们的代码：

import pymongo
import redis
import time
from functools import lru_cache

client = redis.Redis()
handler = pymongo.MongoClient().weibo.id_name_map

@lru_cache(maxsize=1)
def read_id_name_map(_):
    id_name = {}
    for row in handler.find():
        id_name[row['id']] = row['name']
    return id_name

while True:
    data = client.blpop('weibo_id')
    id_name_map = read_id_name_map(time.time() // 600)
    user_id = data[1].decode()
    if user_id in id_name_map:
        print(id_name_map[user_id])

如今，咱们直接在while循环内部调用read_id_name_map，若是两次调用的时间间隔小于600秒，那么time.time() // 600的值是相同的，第二次直接使用缓存，也就不会查询MongoDB了。当时间超过10分钟后，时间戳除以600的值增长了，因而缓存没有命中，进入查询MongoDB的过程，更新id_name_map。实现了有过时时间的LRU缓存。

补充：可能有同窗注意到定义read_id_name_map函数的时候，参数我写的是下划线。这是Python 编码规范中建议的一种写法。当一个变量不会被使用，但又须要保留时，就能够用下划线表示。