掃二維碼與項目經(jīng)理溝通
我們在微信上24小時期待你的聲音
解答本文疑問/技術咨詢/運營咨詢/技術建議/互聯(lián)網(wǎng)交流
隨著我們的應用程序的不斷增長并開始進行復雜的計算時，對速度的需求越來越高（?），所以流程的優(yōu)化變得必不可少。 當我們忽略這個問題時，我們最終的程序需要花費大量時間并在執(zhí)行期間消耗大量的系統(tǒng)資源。
東乃網(wǎng)站制作公司哪家好，找創(chuàng)新互聯(lián)公司！從網(wǎng)頁設計、網(wǎng)站建設、微信開發(fā)、APP開發(fā)、成都響應式網(wǎng)站建設等網(wǎng)站項目制作，到程序開發(fā)，運營維護。創(chuàng)新互聯(lián)公司成立與2013年到現(xiàn)在10年的時間，我們擁有了豐富的建站經(jīng)驗和運維經(jīng)驗，來保證我們的工作的順利進行。專注于網(wǎng)站建設就選創(chuàng)新互聯(lián)公司。
緩存是一種優(yōu)化技術，通過存儲開銷大的函數(shù)執(zhí)行的結果，并在相同的輸入再次出現(xiàn)時返回已緩存的結果，從而加快應用程序的速度。
如果這對你沒有多大意義，那沒關系。 本文深入解釋了為什么需要進行緩存，緩存是什么，如何實現(xiàn)以及何時應該使用緩存。
什么是緩存
緩存是一種優(yōu)化技術，通過存儲開銷大的函數(shù)執(zhí)行的結果，并在相同的輸入再次出現(xiàn)時返回已緩存的結果，從而加快應用程序的速度。
在這一點上，我們很清楚，緩存的目的是減少執(zhí)行“昂貴的函數(shù)調用”所花費的時間和資源。
什么是昂貴的函數(shù)調用?別搞混了，我們不是在這里花錢。在計算機程序的上下文中，我們擁有的兩種主要資源是時間和內存。因此，一個昂貴的函數(shù)調用是指一個函數(shù)調用中，由于計算量大，在執(zhí)行過程中大量占用了計算機的資源和時間。
然而，就像對待金錢一樣，我們需要節(jié)約。為此，使用緩存來存儲函數(shù)調用的結果，以便在將來的時間內快速方便地訪問。
緩存只是一個臨時的數(shù)據(jù)存儲，它保存數(shù)據(jù)，以便將來對該數(shù)據(jù)的請求能夠更快地得到處理。
因此，當一個昂貴的函數(shù)被調用一次時，結果被存儲在緩存中，這樣，每當在應用程序中再次調用該函數(shù)時，結果就會從緩存中非?？焖俚厝〕?，而不需要重新進行任何計算。
為什么緩存很重要?
下面是一個實例，說明了緩存的重要性:
想象一下，你正在公園里讀一本封面很吸引人的新小說。每次一個人經(jīng)過，他們都會被封面吸引，所以他們會問書名和作者。***次被問到這個問題的時候，你翻開書，讀出書名和作者的名字?，F(xiàn)在越來越多的人來這里問同樣的問題。你是一個很好的人,所以你回答所有問題。
你會翻開封面，把書名和作者的名字一一告訴他，還是開始憑記憶回答?哪個能節(jié)省你更多的時間?
發(fā)現(xiàn)其中的相似之處了嗎?使用記憶法，當函數(shù)提供輸入時，它執(zhí)行所需的計算并在返回值之前將結果存儲到緩存中。如果將來接收到相同的輸入，它就不必一遍又一遍地重復，它只需要從緩存(內存)中提供答案。
緩存是怎么工作的
JavaScript 中的緩存的概念主要建立在兩個概念之上，它們分別是:
閉包
閉包是函數(shù)和聲明該函數(shù)的詞法環(huán)境的組合。
不是很清楚? 我也這么認為。
為了更好的理解，讓我們快速研究一下 JavaScript 中詞法作用域的概念，詞法作用域只是指程序員在編寫代碼時指定的變量和塊的物理位置。如下代碼：
- function foo(a) {
- var b = a + 2;
- function bar(c) {
- console.log(a, b, c);
- }
- bar(b * 2);
- }
- foo(3); // 3, 5, 10
從這段代碼中，我們可以確定三個作用域:
仔細查看上面的代碼，我們注意到函數(shù) foo 可以訪問變量 a 和 b，因為它嵌套在 foo 中。注意，我們成功地存儲了函數(shù) bar 及其運行環(huán)境。因此，我們說 bar 在 foo 的作用域上有一個閉包。
你可以在遺傳的背景下理解這一點，即個體有機會獲得并表現(xiàn)出遺傳特征，即使是在他們當前的環(huán)境之外，這個邏輯突出了閉包的另一個因素，引出了我們的第二個主要概念。
從函數(shù)返回函數(shù)
通過接受其他函數(shù)作為參數(shù)或返回其他函數(shù)的函數(shù)稱為高階函數(shù)。
閉包允許我們在封閉函數(shù)的外部調用內部函數(shù)，同時保持對封閉函數(shù)的詞法作用域的訪問
讓我們對前面的示例中的代碼進行一些調整，以解釋這一點。
- function foo(){
- var a = 2;
- function bar() {
- console.log(a);
- }
- return bar;
- }
- var baz = foo();
- baz();//2
注意函數(shù) foo 如何返回另一個函數(shù) bar。這里我們執(zhí)行函數(shù) foo 并將返回值賦給baz。但是在本例中，我們有一個返回函數(shù)，因此，baz 現(xiàn)在持有對 foo 中定義的bar 函數(shù)的引用。
最有趣的是，當我們在 foo 的詞法作用域之外執(zhí)行函數(shù) baz 時，仍然會得到 a 的值，這怎么可能呢?
請記住，由于閉包的存在，bar 總是可以訪問 foo 中的變量(繼承的特性)，即使它是在 foo 的作用域之外執(zhí)行的。
案例研究:斐波那契數(shù)列
斐波那契數(shù)列是什么?
斐波那契數(shù)列是一組數(shù)字，以1 或 0 開頭，后面跟著1，然后根據(jù)每個數(shù)字等于前兩個數(shù)字之和規(guī)則進行。如
- 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, …
或者
- 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, …
挑戰(zhàn):編寫一個函數(shù)返回斐波那契數(shù)列中的 n 元素，其中的序列是:
- [1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, …]
知道每個值都是前兩個值的和，這個問題的遞歸解是:
- function fibonacci(n) {
- if (n <= 1) {
- return 1
- }
- return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2)
- }
確實簡潔準確!但是，有一個問題。請注意，當 n 的值到終止遞歸之前，需要做大量的工作和時間，因為序列中存在對某些值的重復求值。
看看下面的圖表，當我們試圖計算 fib(5)時，我們注意到我們反復地嘗試在不同分支的下標 0,1,2,3 處找到 Fibonacci 數(shù)，這就是所謂的冗余計算，而這正是緩存所要消除的。
- function fibonacci(n, memo) {
- memomemo = memo || {}
- if (memo[n]) {
- return memo[n]
- }
- if (n <= 1) {
- return 1
- }
- return memo[n] = fibonacci(n-1, memo) + fibonacci(n-2, memo)
- }
在上面的代碼片段中，我們調整函數(shù)以接受一個可選參數(shù) memo。我們使用 memo 對象作為緩存來存儲斐波那契數(shù)列，并將其各自的索引作為鍵，以便在執(zhí)行過程中稍后需要時檢索它們。
- memomemo = memo || {}
在這里，檢查是否在調用函數(shù)時將 memo 作為參數(shù)接收。如果有，則初始化它以供使用;如果沒有，則將其設置為空對象。
- if (memo[n]) {
- return memo[n]
- }
接下來，檢查當前鍵 n 是否有緩存值，如果有，則返回其值。
和之前的解一樣，我們指定了 n 小于等于 1 時的終止遞歸。
***，我們遞歸地調用n值較小的函數(shù)，同時將緩存值(memo)傳遞給每個函數(shù)，以便在計算期間使用。這確保了在以前計算并緩存值時，我們不會第二次執(zhí)行如此昂貴的計算。我們只是從 memo 中取回值。
注意，我們在返回緩存之前將最終結果添加到緩存中。
使用 JSPerf 測試性能
可以使用些鏈接來性能測試。在那里，我們運行一個測試來評估使用這兩種方法執(zhí)行fibonacci(20) 所需的時間。結果如下:
哇! ! !這讓人很驚訝，使用緩存的 fibonacci 函數(shù)是最快的。然而，這一數(shù)字相當驚人。它執(zhí)行 126,762 ops/sec，這遠遠大于執(zhí)行 1,751 ops/sec 的純遞歸解決方案，并且比較沒有緩存的遞歸速度大約快 99%。
注:“ops/sec”表示每秒的操作次數(shù)，就是一秒鐘內預計要執(zhí)行的測試次數(shù)。
現(xiàn)在我們已經(jīng)看到了緩存在函數(shù)級別上對應用程序的性能有多大的影響。這是否意味著對于應用程序中的每個昂貴函數(shù)，我們都必須創(chuàng)建一個修改后的變量來維護內部緩存?
不，回想一下，我們通過從函數(shù)返回函數(shù)來了解到，即使在外部執(zhí)行它們，它們也會導致它們繼承父函數(shù)的范圍，這使得可以將某些特征和屬性從封閉函數(shù)傳遞到返回的函數(shù)。
使用函數(shù)的方式
在下面的代碼片段中，我們創(chuàng)建了一個高階的函數(shù) memoizer。有了這個函數(shù)，將能夠輕松地將緩存應用到任何函數(shù)。
- function memoizer(fun) {
- let cache = {}
- return function (n) {
- if (cache[n] != undefined) {
- return cache[n]
- } else {
- let result = fun(n)
- cache[n] = result
- return result
- }
- }
- }
上面，我們簡單地創(chuàng)建一個名為 memoizer 的新函數(shù)，它接受將函數(shù) fun 作為參數(shù)進行緩存。在函數(shù)中，我們創(chuàng)建一個緩存對象來存儲函數(shù)執(zhí)行的結果，以便將來使用。
從 memoizer 函數(shù)中，我們返回一個新函數(shù)，根據(jù)上面討論的閉包原則，這個函數(shù)無論在哪里執(zhí)行都可以訪問 cache。
在返回的函數(shù)中，我們使用 if..else 語句檢查是否已經(jīng)有指定鍵(參數(shù)) n 的緩存值。如果有，則取出并返回它。如果沒有，我們使用函數(shù)來計算結果，以便緩存。然后，我們使用適當?shù)逆I n 將結果添加到緩存中，以便以后可以從那里訪問它。***，我們返回了計算結果。
很順利!
要將 memoizer 函數(shù)應用于最初遞歸的 fibonacci 函數(shù)，我們調用 memoizer 函數(shù)，將 fibonacci 函數(shù)作為參數(shù)傳遞進去。
- const fibonacciMemoFunction = memoizer(fibonacciRecursive)
測試 memoizer 函數(shù)
當我們將 memoizer 函數(shù)與上面的例子進行比較時，結果如下:
memoizer 函數(shù)以 42,982,762 ops/sec 的速度提供了最快的解決方案，比之前考慮的解決方案速度要快 100％。
關于緩存，我們已經(jīng)說明什么是緩存 、為什么要有緩存和如何實現(xiàn)緩存?，F(xiàn)在我們來看看什么時候使用緩存。
何時使用緩存
當然，使用緩存效率是級高的，你現(xiàn)在可能想要緩存所有的函數(shù)，這可能會變得非常無益。以下幾種情況下，適合使用緩存:
緩存庫
總結
使用緩存方法 ，我們可以防止函數(shù)調用函數(shù)來反復計算相同的結果，現(xiàn)在是你把這些知識付諸實踐的時候了。
我們在微信上24小時期待你的聲音
解答本文疑問/技術咨詢/運營咨詢/技術建議/互聯(lián)網(wǎng)交流
微信二維碼
微信二維碼
移動版官網(wǎng)