~bzr-pqm/bzr/bzr.dev

« back to all changes in this revision

Viewing changes to bzrlib/lru_cache.py

  • Committer: Mark Hammond
  • Date: 2009-01-12 01:55:34 UTC
  • mto: (3995.8.2 prepare-1.12)
  • mto: This revision was merged to the branch mainline in revision 4007.
  • Revision ID: mhammond@skippinet.com.au-20090112015534-yfxg50p7mpds9j4v
Include all .html files from the tortoise doc directory.

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
1
 
# Copyright (C) 2006, 2008, 2009 Canonical Ltd
 
1
# Copyright (C) 2006, 2008 Canonical Ltd
2
2
#
3
3
# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
4
4
# it under the terms of the GNU General Public License as published by
12
12
#
13
13
# You should have received a copy of the GNU General Public License
14
14
# along with this program; if not, write to the Free Software
15
 
# Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
 
15
# Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
16
16
 
17
17
"""A simple least-recently-used (LRU) cache."""
18
18
 
19
 
from bzrlib import (
20
 
    symbol_versioning,
21
 
    trace,
22
 
    )
23
 
 
24
 
_null_key = object()
25
 
 
26
 
class _LRUNode(object):
27
 
    """This maintains the linked-list which is the lru internals."""
28
 
 
29
 
    __slots__ = ('prev', 'next_key', 'key', 'value', 'cleanup', 'size')
30
 
 
31
 
    def __init__(self, key, value, cleanup=None):
32
 
        self.prev = None
33
 
        self.next_key = _null_key
34
 
        self.key = key
35
 
        self.value = value
36
 
        self.cleanup = cleanup
37
 
        # TODO: We could compute this 'on-the-fly' like we used to, and remove
38
 
        #       one pointer from this object, we just need to decide if it
39
 
        #       actually costs us much of anything in normal usage
40
 
        self.size = None
41
 
 
42
 
    def __repr__(self):
43
 
        if self.prev is None:
44
 
            prev_key = None
45
 
        else:
46
 
            prev_key = self.prev.key
47
 
        return '%s(%r n:%r p:%r)' % (self.__class__.__name__, self.key,
48
 
                                     self.next_key, prev_key)
49
 
 
50
 
    def run_cleanup(self):
51
 
        try:
52
 
            if self.cleanup is not None:
53
 
                self.cleanup(self.key, self.value)
54
 
        finally:
55
 
            # cleanup might raise an exception, but we want to make sure
56
 
            # to break refcycles, etc
57
 
            self.cleanup = None
58
 
            self.value = None
 
19
from collections import deque
 
20
 
 
21
from bzrlib import symbol_versioning
59
22
 
60
23
 
61
24
class LRUCache(object):
70
33
                                   DeprecationWarning)
71
34
            after_cleanup_count = after_cleanup_size
72
35
        self._cache = {}
73
 
        # The "HEAD" of the lru linked list
74
 
        self._most_recently_used = None
75
 
        # The "TAIL" of the lru linked list
76
 
        self._least_recently_used = None
 
36
        self._cleanup = {}
 
37
        self._queue = deque() # Track when things are accessed
 
38
        self._refcount = {} # number of entries in self._queue for each key
77
39
        self._update_max_cache(max_cache, after_cleanup_count)
78
40
 
79
41
    def __contains__(self, key):
80
42
        return key in self._cache
81
43
 
82
44
    def __getitem__(self, key):
83
 
        cache = self._cache
84
 
        node = cache[key]
85
 
        # Inlined from _record_access to decrease the overhead of __getitem__
86
 
        # We also have more knowledge about structure if __getitem__ is
87
 
        # succeeding, then we know that self._most_recently_used must not be
88
 
        # None, etc.
89
 
        mru = self._most_recently_used
90
 
        if node is mru:
91
 
            # Nothing to do, this node is already at the head of the queue
92
 
            return node.value
93
 
        # Remove this node from the old location
94
 
        node_prev = node.prev
95
 
        next_key = node.next_key
96
 
        # benchmarking shows that the lookup of _null_key in globals is faster
97
 
        # than the attribute lookup for (node is self._least_recently_used)
98
 
        if next_key is _null_key:
99
 
            # 'node' is the _least_recently_used, because it doesn't have a
100
 
            # 'next' item. So move the current lru to the previous node.
101
 
            self._least_recently_used = node_prev
102
 
        else:
103
 
            node_next = cache[next_key]
104
 
            node_next.prev = node_prev
105
 
        node_prev.next_key = next_key
106
 
        # Insert this node at the front of the list
107
 
        node.next_key = mru.key
108
 
        mru.prev = node
109
 
        self._most_recently_used = node
110
 
        node.prev = None
111
 
        return node.value
 
45
        val = self._cache[key]
 
46
        self._record_access(key)
 
47
        return val
112
48
 
113
49
    def __len__(self):
114
50
        return len(self._cache)
115
51
 
116
 
    def _walk_lru(self):
117
 
        """Walk the LRU list, only meant to be used in tests."""
118
 
        node = self._most_recently_used
119
 
        if node is not None:
120
 
            if node.prev is not None:
121
 
                raise AssertionError('the _most_recently_used entry is not'
122
 
                                     ' supposed to have a previous entry'
123
 
                                     ' %s' % (node,))
124
 
        while node is not None:
125
 
            if node.next_key is _null_key:
126
 
                if node is not self._least_recently_used:
127
 
                    raise AssertionError('only the last node should have'
128
 
                                         ' no next value: %s' % (node,))
129
 
                node_next = None
130
 
            else:
131
 
                node_next = self._cache[node.next_key]
132
 
                if node_next.prev is not node:
133
 
                    raise AssertionError('inconsistency found, node.next.prev'
134
 
                                         ' != node: %s' % (node,))
135
 
            if node.prev is None:
136
 
                if node is not self._most_recently_used:
137
 
                    raise AssertionError('only the _most_recently_used should'
138
 
                                         ' not have a previous node: %s'
139
 
                                         % (node,))
140
 
            else:
141
 
                if node.prev.next_key != node.key:
142
 
                    raise AssertionError('inconsistency found, node.prev.next'
143
 
                                         ' != node: %s' % (node,))
144
 
            yield node
145
 
            node = node_next
146
 
 
147
52
    def add(self, key, value, cleanup=None):
148
53
        """Add a new value to the cache.
149
54
 
150
 
        Also, if the entry is ever removed from the cache, call
151
 
        cleanup(key, value).
 
55
        Also, if the entry is ever removed from the queue, call cleanup.
 
56
        Passing it the key and value being removed.
152
57
 
153
58
        :param key: The key to store it under
154
59
        :param value: The object to store
155
60
        :param cleanup: None or a function taking (key, value) to indicate
156
 
                        'value' should be cleaned up.
 
61
                        'value' sohuld be cleaned up.
157
62
        """
158
 
        if key is _null_key:
159
 
            raise ValueError('cannot use _null_key as a key')
160
63
        if key in self._cache:
161
 
            node = self._cache[key]
162
 
            try:
163
 
                node.run_cleanup()
164
 
            finally:
165
 
                # Maintain the LRU properties, even if cleanup raises an
166
 
                # exception
167
 
                node.value = value
168
 
                node.cleanup = cleanup
169
 
                self._record_access(node)
170
 
        else:
171
 
            node = _LRUNode(key, value, cleanup=cleanup)
172
 
            self._cache[key] = node
173
 
            self._record_access(node)
 
64
            self._remove(key)
 
65
        self._cache[key] = value
 
66
        if cleanup is not None:
 
67
            self._cleanup[key] = cleanup
 
68
        self._record_access(key)
174
69
 
175
70
        if len(self._cache) > self._max_cache:
176
71
            # Trigger the cleanup
177
72
            self.cleanup()
178
73
 
179
 
    def cache_size(self):
180
 
        """Get the number of entries we will cache."""
181
 
        return self._max_cache
182
 
 
183
74
    def get(self, key, default=None):
184
 
        node = self._cache.get(key, None)
185
 
        if node is None:
186
 
            return default
187
 
        self._record_access(node)
188
 
        return node.value
 
75
        if key in self._cache:
 
76
            return self[key]
 
77
        return default
189
78
 
190
79
    def keys(self):
191
80
        """Get the list of keys currently cached.
198
87
        """
199
88
        return self._cache.keys()
200
89
 
201
 
    def items(self):
202
 
        """Get the key:value pairs as a dict."""
203
 
        return dict((k, n.value) for k, n in self._cache.iteritems())
204
 
 
205
90
    def cleanup(self):
206
91
        """Clear the cache until it shrinks to the requested size.
207
92
 
211
96
        # Make sure the cache is shrunk to the correct size
212
97
        while len(self._cache) > self._after_cleanup_count:
213
98
            self._remove_lru()
 
99
        # No need to compact the queue at this point, because the code that
 
100
        # calls this would have already triggered it based on queue length
214
101
 
215
102
    def __setitem__(self, key, value):
216
103
        """Add a value to the cache, there will be no cleanup function."""
217
104
        self.add(key, value, cleanup=None)
218
105
 
219
 
    def _record_access(self, node):
 
106
    def _record_access(self, key):
220
107
        """Record that key was accessed."""
221
 
        # Move 'node' to the front of the queue
222
 
        if self._most_recently_used is None:
223
 
            self._most_recently_used = node
224
 
            self._least_recently_used = node
225
 
            return
226
 
        elif node is self._most_recently_used:
227
 
            # Nothing to do, this node is already at the head of the queue
228
 
            return
229
 
        # We've taken care of the tail pointer, remove the node, and insert it
230
 
        # at the front
231
 
        # REMOVE
232
 
        if node is self._least_recently_used:
233
 
            self._least_recently_used = node.prev
234
 
        if node.prev is not None:
235
 
            node.prev.next_key = node.next_key
236
 
        if node.next_key is not _null_key:
237
 
            node_next = self._cache[node.next_key]
238
 
            node_next.prev = node.prev
239
 
        # INSERT
240
 
        node.next_key = self._most_recently_used.key
241
 
        self._most_recently_used.prev = node
242
 
        self._most_recently_used = node
243
 
        node.prev = None
244
 
 
245
 
    def _remove_node(self, node):
246
 
        if node is self._least_recently_used:
247
 
            self._least_recently_used = node.prev
248
 
        self._cache.pop(node.key)
249
 
        # If we have removed all entries, remove the head pointer as well
250
 
        if self._least_recently_used is None:
251
 
            self._most_recently_used = None
252
 
        try:
253
 
            node.run_cleanup()
254
 
        finally:
255
 
            # cleanup might raise an exception, but we want to make sure to
256
 
            # maintain the linked list
257
 
            if node.prev is not None:
258
 
                node.prev.next_key = node.next_key
259
 
            if node.next_key is not _null_key:
260
 
                node_next = self._cache[node.next_key]
261
 
                node_next.prev = node.prev
262
 
            # And remove this node's pointers
263
 
            node.prev = None
264
 
            node.next_key = _null_key
 
108
        self._queue.append(key)
 
109
        # Can't use setdefault because you can't += 1 the result
 
110
        self._refcount[key] = self._refcount.get(key, 0) + 1
 
111
 
 
112
        # If our access queue is too large, clean it up too
 
113
        if len(self._queue) > self._compact_queue_length:
 
114
            self._compact_queue()
 
115
 
 
116
    def _compact_queue(self):
 
117
        """Compact the queue, leaving things in sorted last appended order."""
 
118
        new_queue = deque()
 
119
        for item in self._queue:
 
120
            if self._refcount[item] == 1:
 
121
                new_queue.append(item)
 
122
            else:
 
123
                self._refcount[item] -= 1
 
124
        self._queue = new_queue
 
125
        # All entries should be of the same size. There should be one entry in
 
126
        # queue for each entry in cache, and all refcounts should == 1
 
127
        if not (len(self._queue) == len(self._cache) ==
 
128
                len(self._refcount) == sum(self._refcount.itervalues())):
 
129
            raise AssertionError()
 
130
 
 
131
    def _remove(self, key):
 
132
        """Remove an entry, making sure to maintain the invariants."""
 
133
        cleanup = self._cleanup.pop(key, None)
 
134
        val = self._cache.pop(key)
 
135
        if cleanup is not None:
 
136
            cleanup(key, val)
 
137
        return val
265
138
 
266
139
    def _remove_lru(self):
267
140
        """Remove one entry from the lru, and handle consequences.
269
142
        If there are no more references to the lru, then this entry should be
270
143
        removed from the cache.
271
144
        """
272
 
        self._remove_node(self._least_recently_used)
 
145
        key = self._queue.popleft()
 
146
        self._refcount[key] -= 1
 
147
        if not self._refcount[key]:
 
148
            del self._refcount[key]
 
149
            self._remove(key)
273
150
 
274
151
    def clear(self):
275
152
        """Clear out all of the cache."""
287
164
        if after_cleanup_count is None:
288
165
            self._after_cleanup_count = self._max_cache * 8 / 10
289
166
        else:
290
 
            self._after_cleanup_count = min(after_cleanup_count,
291
 
                                            self._max_cache)
 
167
            self._after_cleanup_count = min(after_cleanup_count, self._max_cache)
 
168
 
 
169
        self._compact_queue_length = 4*self._max_cache
 
170
        if len(self._queue) > self._compact_queue_length:
 
171
            self._compact_queue()
292
172
        self.cleanup()
293
173
 
294
174
 
298
178
    This differs in that it doesn't care how many actual items there are,
299
179
    it just restricts the cache to be cleaned up after so much data is stored.
300
180
 
301
 
    The size of items added will be computed using compute_size(value), which
302
 
    defaults to len() if not supplied.
 
181
    The values that are added must support len(value).
303
182
    """
304
183
 
305
184
    def __init__(self, max_size=1024*1024, after_cleanup_size=None,
321
200
        self._compute_size = compute_size
322
201
        if compute_size is None:
323
202
            self._compute_size = len
 
203
        # This approximates that texts are > 0.5k in size. It only really
 
204
        # effects when we clean up the queue, so we don't want it to be too
 
205
        # large.
324
206
        self._update_max_size(max_size, after_cleanup_size=after_cleanup_size)
325
207
        LRUCache.__init__(self, max_cache=max(int(max_size/512), 1))
326
208
 
327
209
    def add(self, key, value, cleanup=None):
328
210
        """Add a new value to the cache.
329
211
 
330
 
        Also, if the entry is ever removed from the cache, call
331
 
        cleanup(key, value).
 
212
        Also, if the entry is ever removed from the queue, call cleanup.
 
213
        Passing it the key and value being removed.
332
214
 
333
215
        :param key: The key to store it under
334
216
        :param value: The object to store
335
217
        :param cleanup: None or a function taking (key, value) to indicate
336
 
                        'value' should be cleaned up.
 
218
                        'value' sohuld be cleaned up.
337
219
        """
338
 
        if key is _null_key:
339
 
            raise ValueError('cannot use _null_key as a key')
340
 
        node = self._cache.get(key, None)
 
220
        if key in self._cache:
 
221
            self._remove(key)
341
222
        value_len = self._compute_size(value)
342
223
        if value_len >= self._after_cleanup_size:
343
 
            # The new value is 'too big to fit', as it would fill up/overflow
344
 
            # the cache all by itself
345
 
            trace.mutter('Adding the key %r to an LRUSizeCache failed.'
346
 
                         ' value %d is too big to fit in a the cache'
347
 
                         ' with size %d %d', key, value_len,
348
 
                         self._after_cleanup_size, self._max_size)
349
 
            if node is not None:
350
 
                # We won't be replacing the old node, so just remove it
351
 
                self._remove_node(node)
352
 
            if cleanup is not None:
353
 
                cleanup(key, value)
354
224
            return
355
 
        if node is None:
356
 
            node = _LRUNode(key, value, cleanup=cleanup)
357
 
            self._cache[key] = node
358
 
        else:
359
 
            self._value_size -= node.size
360
 
        node.size = value_len
361
225
        self._value_size += value_len
362
 
        self._record_access(node)
 
226
        self._cache[key] = value
 
227
        if cleanup is not None:
 
228
            self._cleanup[key] = cleanup
 
229
        self._record_access(key)
363
230
 
364
231
        if self._value_size > self._max_size:
365
232
            # Time to cleanup
375
242
        while self._value_size > self._after_cleanup_size:
376
243
            self._remove_lru()
377
244
 
378
 
    def _remove_node(self, node):
379
 
        self._value_size -= node.size
380
 
        LRUCache._remove_node(self, node)
 
245
    def _remove(self, key):
 
246
        """Remove an entry, making sure to maintain the invariants."""
 
247
        val = LRUCache._remove(self, key)
 
248
        self._value_size -= self._compute_size(val)
381
249
 
382
250
    def resize(self, max_size, after_cleanup_size=None):
383
251
        """Change the number of bytes that will be cached."""