利用LRU策略实现Axios请求缓存

业务场景

前一段时间刚做完一个项目，先说一下业务场景，有别于其他的前端项目，这次的项目是直接调用第三方服务的接口，而我们的服务端只做鉴权和透传，第三方为了灵活，把接口拆的很零散，所以这个项目就像扔给你一堆乐高颗粒让你组装成一个机器人。所以可以大概分析一下这个项目在请求接口时的一些特点，然后针对性的做一些优化：

1. 请求接口多，可能你的一个n个条目的列表本来一个接口搞定现在需要n*10个接口才能拿到完整的数据，有些功能模块可能需要请求成千上万次接口；
2. 基本都是get请求，只读不写；
3. 接口调用重复率高，因为接口很细碎，所以可能有些常用的接口需要重复调用；
4. 接口返回的数据实时性要求不高，第三方的数据不是实时更新的，可能一天或者一周才更新一次，但是第三方要求不能以任何的方式落库。

所以综上分析，前端缓存成了一个可行性较高的优化方案。

解决方案

前端的HTTP请求使用的是Axios，因此可以利用Axios的拦截器进行缓存的管理。梳理一下逻辑：

1. 创建缓存对象；

2. 请求发起之前判断该请求是否命中缓存：

   1. 是，直接返回缓存内容；
   2. 否，发起请求，请求成功后将请求结果存入缓存中。

如标题所说，这里的缓存策略我们用的是LRU（Least Recently Used）策略，因为缓存不能无限大，过大的缓存可能会导致浏览器页面性能下降，甚至内存泄漏。LRU会在缓存达到最大承载量后删除最近最少使用的缓存内容，因此不用担心缓存无限增大。那么如何实现LRU缓存策略呢？Github上有现成的轮子，但是为了更深入的学习嘛，我们自己来手动实现一个。

实现LRU

LRU主要有两个功能，存、取。梳理一下逻辑：

1. 存入：

   1. 如果缓存已满，删除最近最少使用的缓存内容，把当前的缓存存进去，放到最常用的位置；
   2. 否则直接将缓存存入最常用的位置。

2. 读取：

   1. 如果存在这个缓存，返回缓存内容，同时把该缓存放到最常用的位置；
   2. 如果没有，返回-1。

这里我们可以看到，缓存是有优先级的，我们用什么来标明优先级呢？如果用数组存储可以将不常用的放到数组的头部，将常用的放到尾部。但是鉴于数据的插入效率不高，这里我们使用Map对象来作为容器存储缓存。

代码如下：

class LRUCache {
    constructor(capacity) {
        if (typeof capacity !== 'number' || capacity < 0) {
            throw new TypeError('capacity必须是一个非负数');
        }
        this.capacity = capacity;
        this.cache = new Map();
    }

    get(key) {
        if (!this.cache.has(key)) {
            return -1;
        }
        let tmp = this.cache.get(key);
        // 将当前的缓存移动到最常用的位置
        this.cache.delete(key);
        this.cache.set(key, tmp);
        return tmp;
    }

    set(key, value) {
        if (this.cache.has(key)) {
            // 如果缓存存在更新缓存位置
            this.cache.delete(key);
        } else if (this.cache.size >= this.capacity) {
            // 如果缓存容量已满，删除最近最少使用的缓存
            this.cache.delete(this.cache.keys().next.val);
        }
        this.cache.set(key, value);
    }
}

结合Axios实现请求缓存

理一下大概的逻辑：每次请求根据请求的方法、url、参数生成一串hash，缓存内容为hash->response，后续请求如果请求方法、url、参数一致，即认为命中缓存。

代码如下：

import axios from 'axios';
import md5 from 'md5';
import LRUCache from './LRU.js';

const cache = new LRUCache(100);

const _axios = axios.create();

// 将请求参数排序，防止相同参数生成的hash不同
function sortObject(obj = {}) {
    let result = {};
    Object.keys(obj)
        .sort()
        .forEach((key) => {
            result[key] = obj[key];
        });
}

// 根据request method,url,data/params生成cache的标识
function genHashByConfig(config) {
    const target = {
        method: config.method,
        url: config.url,
        params: config.method === 'get' ? sortObject(config.params) : null,
        data: config.method === 'post' ? sortObject(config.data) : null,
    };
    return md5(JSON.stringify(target));
}

_axios.interceptors.response.use(
    function(response) {
        // 设置缓存
        const hashKey = genHashByConfig(response.config);
        cache.set(hashKey, response.data);
        return response.data;
    },
    function(error) {
        return Promise.reject(error);
    }
);

// 将axios请求封装，如果命中缓存就不需要发起http请求，直接返回缓存内容
export default function request({
    method,
    url,
    params = null,
    data = null,
    ...res
}) {
    const hashKey = genHashByConfig({ method, url, params, data });
    const result = cache.get(hashKey);
    if (~result) {
        console.log('cache hit');
        return Promise.resolve(result);
    }
    return _axios({ method, url, params, data, ...res });
}

请求的封装：

import request from './axios.js';

export function getApi(params) {
    return request({
        method: 'get',
        url: '/list',
        params,
    });
}

export function postApi(data) {
    return request({
        method: 'post',
        url: '/list',
        data,
    });
}

这里需要注意的一点是，我将请求方法，url，参数进行了hash操作，为了防止参数的顺序改变而导致hash结果不一致，我在hash操作之前，给参数做了排序处理，实际开发中，参数的类型也不一定就是object，可以根据自己的需求进行改造。

如上改造后，第一次请求后，相同的请求再次触发就不会发送http请求了，而是直接从缓存中获取，真是多快好省~

参考：JS 实现一个 LRU 算法