在手机应用程序开发中，为了减少与服务端的交互次数，加快用户的响应速度，一般都会在iOS设备中加一个缓存的机制，前面一篇文章介绍了iOS设备的内存缓存，这篇文章将设计一个本地缓存的机制。

功能需求

这个缓存机制满足下面这些功能。

1、可以将数据缓存到本地磁盘。

2、可以判断一个资源是否已经被缓存。如果已经被缓存，在请求相同的资源，先到本地磁盘搜索。

3、可以判断文件缓存什么时候过期。这里为了简单起见这里，我们在请求url资源的时候，给每次请求的文件设定一个过期的时间。

4、可以实现：如果文件已经被缓存，而且没有过期，这将本地的数据返回，否则重新请求url。

5、可以实现：如果文件下载不成功或者下载没有完成，下次打开程序的时候，移除这些没有成功或者没有下载完成的文件。

6、可以实现：同时请求或者下载多个资源。

设计实现：

1、设计一个CacheItem类，用来请求一个web连接，它的一个实例表示一个缓存项。这个CacheItem类，需要一个url创建一个NSURLConnection，去请求web资源。使用CacheItem类主要用来请求web资源。

/* ---------缓存项-------------- */

@interface CacheItem : NSObject {@publicid<CacheItemDelegate>delegate;//web地址  NSString              *remoteURL;@private//是否正在下载  BOOL                  isDownloading;//NSMutableData对象  NSMutableData         *connectionData;//NSURLConnection对象  NSURLConnection       *connection;}

/* -------------------------- */

@property (nonatomic, retain) id<CacheItemDelegate>delegate;@property (nonatomic, retain) NSString  *remoteURL;@property (nonatomic, assign) BOOL      isDownloading;@property (nonatomic, retain) NSMutableData *connectionData;@property (nonatomic, retain) NSURLConnection *connection;

/* ----------开始下载方法----------- */

- (BOOL) startDownloadingURL:(NSString *)paramRemoteURL;

@end

2、在NSURLConnection开始请求之前，调用CachedDownloadManager类，来搜索和管理本地的缓存文件。将缓存文件的情况保存到一个字典类中。这个字典设计如下：

{  "http://www.cnn.com" =     {    DownloadEndDate = "2011-08-02 07:51:57 +0100";    DownloadStartDate = "2011-08-02 07:51:55 +0100";    ExpiresInSeconds = 20;    ExpiryDate = "2011-08-02 07:52:17 +0100";    LocalURL = "/var/mobile/Applications/ApplicationID/Documents/                httpwww.cnn.com.cache";  };  "http://www.baidu.com" =     {    DownloadEndDate = "2011-08-02 07:51:49 +0100";    DownloadStartDate = "2011-08-02 07:51:44 +0100";    ExpiresInSeconds = 20;    ExpiryDate = "2011-08-02 07:52:09 +0100";    LocalURL = "/var/mobile/Applications/ApplicationID/Documents/                httpwww.oreilly.com.cache";  };}

上面这个字典里面嵌套了字典。里面那层字典表示一个缓存项的缓存信息：下载结束时间、下载开始时间、缓存有效时间、缓存过期时间、缓存到本地的路径。

下面看下CachedDownloadManager类。用它来实现和封装我们的缓存策略。

/* -----------CachedDownloadManager-------------- */

@interface CachedDownloadManager : NSObject <CacheItemDelegate> {@publicid<CachedDownloadManagerDelegate>delegate;@private//记录缓存数据的字典  NSMutableDictionary                *cacheDictionary;//缓存的路径  NSString                           *cacheDictionaryPath;}

@property (nonatomic, assign) id<CachedDownloadManagerDelegate>delegate;

@property (nonatomic, copy) NSMutableDictionary *cacheDictionary;

@property (nonatomic, retain) NSString *cacheDictionaryPath;

/* 保持缓存字典 */

- (BOOL) saveCacheDictionary;

/* 公有方法：下载 */

- (BOOL)         download:(NSString *)paramURLAsString   urlMustExpireInSeconds:(NSTimeInterval)paramURLMustExpireInSecondsupdateExpiryDateIfInCache:(BOOL)paramUpdateExpiryDateIfInCache;

/* -------------------------- */

@end

从上面代码可以看出，这个管理缓存的类中，有一个缓存字典：cacheDictionary，用来表示所有资源的缓存情况；cacheDictionaryPath用来表示缓存的路径；saveCacheDictionary用来将缓存字典归档到本地文件中。download：urlMustExpireInSeconds：updateExpiryDateIfInCache是一个公共接口，通过传递url、缓存过期时间、是否更新缓存过期时间三个参数来方便的使用，实现我们的缓存策略。

3、如果这个文件已经被下载，而且没有过期，则从本地获取文件的数据。如果文件已经过期，则重新下载。我们通过download：urlMustExpireInSeconds：updateExpiryDateIfInCache方法来实现，主要看这个方法的代码：

- (BOOL)         download:(NSString *)paramURLAsString   urlMustExpireInSeconds:(NSTimeInterval)paramURLMustExpireInSecondsupdateExpiryDateIfInCache:(BOOL)paramUpdateExpiryDateIfInCache{

  BOOL result = NO;

if (self.cacheDictionary == nil ||      [paramURLAsString length] ==0){return(NO);  }

  paramURLAsString = [paramURLAsString lowercaseString];//根据url，从字典中获取缓存项的相关数据  NSMutableDictionary *itemDictionary =   [self.cacheDictionary objectForKey:paramURLAsString];

/* 使用下面这些变量帮助我们理解缓存逻辑 *///文件是否已经被缓存  BOOL    fileHasBeenCached = NO;//缓存是否过期  BOOL    cachedFileHasExpired = NO;//缓存文件是否存在  BOOL    cachedFileExists = NO;//缓存文件能否被加载  BOOL    cachedFileDataCanBeLoaded = NO;//缓存文件数据  NSData  *cachedFileData = nil;//缓存文件是否完全下载  BOOL    cachedFileIsFullyDownloaded = NO;//缓存文件是否已经下载  BOOL    cachedFileIsBeingDownloaded = NO;//过期时间  NSDate    *expiryDate = nil;//下载结束时间  NSDate    *downloadEndDate = nil;//下载开始时间  NSDate    *downloadStartDate = nil;//本地缓存路径  NSString  *localURL = nil;//有效时间  NSNumber  *expiresInSeconds = nil;  NSDate    *now = [NSDate date];

if (itemDictionary != nil){    fileHasBeenCached = YES;  }//如果文件已经被缓存，则从缓存项相关数据中获取相关的值if (fileHasBeenCached == YES){

    expiryDate = [itemDictionary                   objectForKey:CachedKeyExpiryDate];

    downloadEndDate = [itemDictionary                       objectForKey:CachedKeyDownloadEndDate];

    downloadStartDate = [itemDictionary                         objectForKey:CachedKeyDownloadStartDate];

    localURL = [itemDictionary                objectForKey:CachedKeyLocalURL];

    expiresInSeconds = [itemDictionary                        objectForKey:CachedKeyExpiresInSeconds];//如果下载开始和结束时间不为空，表示文件全部被下载if (downloadEndDate != nil &&         downloadStartDate != nil){      cachedFileIsFullyDownloaded = YES;    }

/* 如果expiresInSeconds不为空，downloadEndDate为空，表示文件已经正在下载 */if (expiresInSeconds != nil &&        downloadEndDate == nil){      cachedFileIsBeingDownloaded = YES;    }

/* 判断缓存是否过期 */if (expiryDate != nil &&        [now timeIntervalSinceDate:expiryDate] >0.0){      cachedFileHasExpired = YES;    }

if (cachedFileHasExpired == NO){/* 如果缓存文件没有过期，加载缓存文件，并且更新过期时间 */      NSFileManager *fileManager = [[NSFileManager alloc] init];

if ([fileManager fileExistsAtPath:localURL] == YES){        cachedFileExists = YES;        cachedFileData = [NSData dataWithContentsOfFile:localURL];if (cachedFileData != nil){          cachedFileDataCanBeLoaded = YES;        } /* if (cachedFileData != nil){ */      } /* if ([fileManager fileExistsAtPath:localURL] == YES){ */

      [fileManager release];

/* 更新缓存时间 */

if (paramUpdateExpiryDateIfInCache == YES){

        NSDate *newExpiryDate =         [NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:         paramURLMustExpireInSeconds];

        NSLog(@"Updating the expiry date from %@ to %@.",               expiryDate,               newExpiryDate);

        [itemDictionary setObject:newExpiryDate                           forKey:CachedKeyExpiryDate];

        NSNumber *expires =         [NSNumber numberWithFloat:paramURLMustExpireInSeconds];

        [itemDictionary setObject:expires                           forKey:CachedKeyExpiresInSeconds];      }

    } /* if (cachedFileHasExpired == NO){ */

  }

if (cachedFileIsBeingDownloaded == YES){    NSLog(@"这个文件已经正在下载...");return(YES);  }

if (fileHasBeenCached == YES){

if (cachedFileHasExpired == NO &&        cachedFileExists == YES &&        cachedFileDataCanBeLoaded == YES &&        [cachedFileData length] >0&&        cachedFileIsFullyDownloaded == YES){

/* 如果文件有缓存而且没有过期 */

      NSLog(@"文件有缓存而且没有过期.");

      [self.delegate        cachedDownloadManagerSucceeded:self       remoteURL:[NSURL URLWithString:paramURLAsString]       localURL:[NSURL URLWithString:localURL]       aboutToBeReleasedData:cachedFileData       isCachedData:YES];

return(YES);

    } else {/* 如果文件没有被缓存，获取缓存失败 */      NSLog(@"文件没有缓存.");      [self.cacheDictionary removeObjectForKey:paramURLAsString];      [self saveCacheDictionary];    } /* if (cachedFileHasExpired == NO && */

  } /* if (fileHasBeenCached == YES){ */

/* 去下载文件 */

4、下面我们设计缓存项下载成功和失败的两个委托方法：

@protocol CacheItemDelegate <NSObject>//下载成功执行该方法- (void) cacheItemDelegateSucceeded  :(CacheItem *)paramSender  withRemoteURL:(NSURL *)paramRemoteURL  withAboutToBeReleasedData:(NSData *)paramAboutToBeReleasedData;

//下载失败执行该方法- (void) cacheItemDelegateFailed  :(CacheItem *)paramSender  remoteURL:(NSURL *)paramRemoteURL  withError:(NSError *)paramError;

@end

当我们下载成功的时候，修改缓存字典中的下载时间，表示已经下载完成，而且需要将请求的资源数据缓存到本地：

//缓存项的委托方法- (void) cacheItemDelegateSucceeded:(CacheItem *)paramSender         withRemoteURL:(NSURL *)paramRemoteURL        withAboutToBeReleasedData:(NSData *)paramAboutToBeReleasedData{

//从缓存字典中获取该缓存项的相关数据  NSMutableDictionary *dictionary =   [self.cacheDictionary objectForKey:[paramRemoteURL absoluteString]];//取当前时间  NSDate *now = [NSDate date];//获取有效时间  NSNumber *expiresInSeconds = [dictionary                                 objectForKey:CachedKeyExpiresInSeconds];//转换成NSTimeInterval  NSTimeInterval expirySeconds = [expiresInSeconds floatValue];//修改字典中缓存项的下载结束时间  [dictionary setObject:[NSDate date]                 forKey:CachedKeyDownloadEndDate];//修改字典中缓存项的缓存过期时间  [dictionary setObject:[now dateByAddingTimeInterval:expirySeconds]                 forKey:CachedKeyExpiryDate];//保存缓存字典  [self saveCacheDictionary];

  NSString *localURL = [dictionary objectForKey:CachedKeyLocalURL];

/* 将下载的数据保持到磁盘 */if ([paramAboutToBeReleasedData writeToFile:localURL                                   atomically:YES] == YES){    NSLog(@"缓存文件到磁盘成功.");  } else{    NSLog(@"缓存文件到磁盘失败.");  }//执行缓存管理的委托方法  [self.delegate    cachedDownloadManagerSucceeded:self   remoteURL:paramRemoteURL   localURL:[NSURL URLWithString:localURL]   aboutToBeReleasedData:paramAboutToBeReleasedData   isCachedData:NO];

}

如果下载失败我们需要从缓存字典中移除改缓存项：

//缓存项失败失败的委托方法- (void) cacheItemDelegateFailed:(CacheItem *)paramSender                       remoteURL:(NSURL *)paramRemoteURL                       withError:(NSError *)paramError{

/* 从缓存字典中移除缓存项，并发送一个委托 */

if (self.delegate!= nil){

    NSMutableDictionary *dictionary =     [self.cacheDictionary      objectForKey:[paramRemoteURL absoluteString]];

    NSString *localURL = [dictionary                           objectForKey:CachedKeyLocalURL];

    [self.delegate     cachedDownloadManagerFailed:self     remoteURL:paramRemoteURL     localURL:[NSURL URLWithString:localURL]     withError:paramError];  }

  [self.cacheDictionary    removeObjectForKey:[paramRemoteURL absoluteString]];

}

5、加载缓存字典的时候，我们可以将没有下载完成的文件移除：

    NSString *documentsDirectory =     [self documentsDirectoryWithTrailingSlash:YES];//生产缓存字典的路径    cacheDictionaryPath =     [[documentsDirectory       stringByAppendingString:@"CachedDownloads.dic"] retain];//创建一个NSFileManager实例    NSFileManager *fileManager = [[NSFileManager alloc] init];//判断是否存在缓存字典的数据if ([fileManager          fileExistsAtPath:self.cacheDictionaryPath] == YES){        NSLog(self.cacheDictionaryPath);//加载缓存字典中的数据      NSMutableDictionary *dictionary =       [[NSMutableDictionary alloc]        initWithContentsOfFile:self.cacheDictionaryPath];

      cacheDictionary = [dictionary mutableCopy];

      [dictionary release];

//移除没有下载完成的缓存数据      [self removeCorruptedCachedItems];

    } else {//创建一个新的缓存字典      NSMutableDictionary *dictionary =       [[NSMutableDictionary alloc] init];

      cacheDictionary = [dictionary mutableCopy];

      [dictionary release];

    }

    [fileManager release];

这样就基本上完成了我们需要的功能，下面看看我们如何使用我们设计的缓存功能。

例子场景：

我们用一个UIWebView来显示stackoverflow这个网站，我们在这个网站的内容缓存到本地20秒，如果在20秒内用户去请求该网站，则从本地文件中获取内容，否则过了20秒，则重新获取数据，并缓存到本地。

在界面上拖放一个button和一个webview控件，如下图。

这样我们可以很方便使用前面定义好的类。我们在viewDidLoad 中实例化一个CachedDownloadManager，并设置它的委托为self。当下载完成的时候，执行CachedDownloadManager的下载成功的委托方法。

- (void)viewDidLoad {  [super viewDidLoad];    [self setTitle:@"本地缓存测试"];  CachedDownloadManager *newManager = [[CachedDownloadManager alloc] init];  self.downloadManager = newManager;  [newManager release];  [self.downloadManager setDelegate:self];

}

在button的点击事件中加入下面代码，请求stackoverflow ：

static NSString *url =@"http://stackoverflow.com";

  [self.downloadManager download:url      urlMustExpireInSeconds:20.0f    updateExpiryDateIfInCache:YES];

上面的代码表示将这个stackoverflow的缓存事件设置为20s，并且如果在20s内有相同的请求，则从本地获取stackoverflow的内容数据。updateExpiryDateIfInCache设置为yes表示：在此请求的时候，缓存时间又更新为20s，类似我们的session。如果设置成no，则第一次请求20s之后，该缓存就过期。

请求完成之后会执行CachedDownloadManager的委托方法。我们将数据展示在uiwebview中，代码如下：

- (void) cachedDownloadManagerSucceeded:(CachedDownloadManager *)paramSender                              remoteURL:(NSURL *)paramRemoteURL                               localURL:(NSURL *)paramLocalURL                  aboutToBeReleasedData:(NSData *)paramAboutToBeReleasedData                           isCachedData:(BOOL)paramIsCachedData{  

    [webview loadData:paramAboutToBeReleasedData MIMEType:@"text/html" textEncodingName:@"UTF-8" baseURL:[NSURL URLWithString:@"http://stackoverflow.com"]];  }

这样我们就实现了20s的缓存。

效果：

第一次点击测试按钮：

20s内点击按钮，程序就从本地获取数据，比较快速的就显示出该网页了。

总结：

本文通过代码和实例设计了一个iPhone应用程序本地缓存的方案。当然这个方案不是最好的，如果你有更好的思路，欢迎告诉我。

作者：朱祁林
出处：http://zhuqil.cnblogs.com 
本文版权归作者和博客园共有，欢迎转载，但未经作者同意必须保留此段声明，且在文章页面明显位置给出原文连接，否则保留追究法律责任的权利。

转载于:https://www.cnblogs.com/huanglong/archive/2013/06/03/3114805.html

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