移動產品基礎模塊設計規範之應用緩存

來自專欄 鄭幾塊

我們的產品在 1.3 的時候有了較大的調整，包括 UI、功能等方面，當然類似緩存這樣的基礎能力也是不可或缺的。下面帶大家一起了解下緩存相關的知識和應用。

一 什麼是應用緩存

緩存就是數據交換的緩衝區（稱作Cache），當某一設備要讀取數據時，會首先從緩存中查找需要的數據，如果找到了則直接執行，找不到的話則從內存中找。由於緩存的運行速度比內存快得多，故緩存的作用就是幫助硬體更快地運行。

APP 中顯示的數據除了從伺服器獲取，還有一個數據來源就是本地資料庫（緩存），它給我們的設計增加了很多豐富性。

二 緩存工作原理

緩存的工作原理是當CPU要讀取一個數據時，首先從 CPU 緩存中查找，找到就立即讀取並送給CPU處理；沒有找到，就從速率相對較慢的內存中讀取並送給CPU處理，同時把這個數據所在的數據塊調入緩存中，可以使得以後對整塊數據的讀取都從緩存中進行，不必再調用內存。正是這樣的讀取機制使CPU讀取緩存的命中率非常高，也就是說 CPU下 一次要讀取的數據90%都在 CPU 緩存中，只有大約10%需要從內存讀取。這大大節省了CPU 直接讀取內存的時間，也使 CPU 讀取數據時基本無需等待。總的來說，CPU 讀取數據的順序是先緩存後內存。

RAM 和 ROM 相對的，RAM 是掉電以後，其中的信息就消失那一種，ROM 在掉電以後信息也不會消失那一種。RAM 又分兩種，一種是靜態RAM，SRAM；一種是動態 RAM，DRAM。前者的存儲速率要比後者快得多，使用的內存一般都是動態 RAM。為了增加系統的速率，把緩存擴大就行了，擴的越大，緩存的數據越多，系統就越快了，緩存通常都是靜態RAM，速率是非常的快， 但是靜態 RAM 集成度低， 價格高，由此可見，擴大靜態 RAM 作為緩存是一個非常愚蠢的行為，但是為了提高系統的性能和速率，必須要擴大緩存， 這樣就有了一個折中的方法，不擴大原來的靜態RAM緩存，而是增加一些高速動態 RAM 做為緩存， 這些高速動態 RAM 速率要比常規動態 RAM 快，但比原來的靜態 RAM 緩存慢， 把原來的靜態 RAM 緩存叫一級緩存，而把後來增加的動態RAM叫二級緩存。

二 緩存存在的意義

緩存工作的原則，就是「引用的局部性」，這可以分為時間局部性和空間局部性。空間局部性是指 CPU 在某一時刻需要某個數據，那麼很可能下一步就需要其附近的數據；時間局部性是指當某個數據被訪問過一次之後，過不了多久時間就會被再一次訪問。對於應用程序而言，不管是指令流還是數據流都會出現引用的局部性現象。

從程序代碼上來考慮，設計者通常也會盡量避免出現程序的跳躍和分支，讓 CPU 可以不中斷地處理大塊連續數據。遊戲、模擬和多媒體處理程序通常都是這方面的代表，以小段代碼連續處理大塊數據。不過在辦公運用程序中，情況就不一樣了。改動字體，改變格式，保存文檔，都需要程序代碼不同部分起作用，而用到的指令通常都不會在一個連續的區域中。於是 CPU 就不得不在內存中不斷跳來跳去尋找需要的代碼。這也就意味著對於辦公程序而言，需要較大的緩存來讀入大多數經常使用的代碼，把它們放在一個連續的區域中。如果緩存不夠，就需要緩存中的數據，而如果緩存足夠大的話，所有的代碼都可以放入，也就可以獲得最高的效率。同理，高端的數據應用以及遊戲應用則需要更高容量的緩存。

簡單來說，緩存的意義主要有：

1. 告知用戶產品結構和信息，不會讓用戶直接看到異常，增強用戶體驗；

2. 部分減輕用戶請求對伺服器的壓力；

3. 提示用戶，告知用戶網路情況，使用緩存的情況多出現在網路狀況不好或者無網的情況

三 緩存處理的方式

自己對比了幾家牛逼公司的產品，在這裡不一一列舉了。當然這麼細節的東西，他們或許就不是很在意吧～（我自己想的～）

教大家一個檢測的方式，先在有網的情況下瀏覽一段時間 App，之後關閉網路，且殺死應用進程，然後再打開應用。你就能觀察這個應用的緩存了，做的好不好，自己可以嘗試下咯～

就產品而言，在應用中使用緩存的方式主要有幾種：

1. 在無網路或者網路出錯時，優先展示本地緩存數據，之後自動刷新界面，向用戶展示非模態提示，文案「網路錯誤或無鏈接…」，或者「您的網路不給力…」等；也有可能會在緩存到的位置增加提示。這種方式是目前使用較多的。

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2. 在無網路或者網路出錯時，沒有緩存數據，只顯示本地包中的元素，且向用戶展示非模態提示，文案「網路錯誤或無鏈接…」，或者「您的網路不給力…」等。

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3. 在無網路或者網路出錯時，優先自動刷新界面，且向用戶展示提示，文案「網路錯誤或無鏈接…」，或者「您的網路不給力…」等。之後展示本地緩存數據。這種方式和第一種的流程不太一樣，在網路狀況好轉的時候，應用會自動刷新且請求新數據，替換較早的緩存數據。

就目前來說，第二種方式用的較多，產品上做的細緻的，大多會使用第一種方式。

大家可以多看看其他產品哦～

四 緩存的深度

再來和大家聊聊緩存的深度。

一般——當然也是我自己觀察的——應用會有兩層的緩存深度，也就是應用主 Tab 以及主 Tab 中內容點擊後的一級內容緩存。主要有：

主界面緩存。前面提到了，主界面緩存就是應用中的 Tab 對應的界面。當用戶瀏覽到對應界面的位置，應用就會緩存對應的數據。包括的數據可能有圖片、文字、動畫等。

主界面中的內容點擊後的緩存。顧名思義，點擊列表中的內容查看詳情，點擊評論 icon 到評論列表，點擊用戶頭像跳轉到用戶 Profile，等等，也會有可能存在緩存。

當然，兩級緩存不是絕對的，也有可能出現三級緩存。但對應的，隨著緩存深度的增加，對應用的影響也會增加。同時，對用戶的影響也有可能增大；用戶有可能因應用佔用設備空間太大而決定刪掉應用。

需要注意的是，如果應用中採用的 webview 的方式，內嵌 H5 頁面。在無網路或者網路出錯時，H5 頁面的內容是無法獲取的。大家可以在無網路的情況下，點擊微信中發現「購物」或「遊戲」cell，觀察下。

推薦產品截圖－微信

五 當網路變正常時

這時候，應用也會有很多方式處理設備緩存和新數據之間的關係。上文中，我提到了一些，大家也可以在實際的觀察中多多總結，並且應用的自己的產品中。

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