~bzr-pqm/bzr/bzr.dev

« back to all changes in this revision

Viewing changes to bzrlib/lru_cache.py

  • Committer: Tarmac
  • Author(s): Vincent Ladeuil
  • Date: 2017-01-30 14:42:05 UTC
  • mfrom: (6620.1.1 trunk)
  • Revision ID: tarmac-20170130144205-r8fh2xpmiuxyozpv
Merge  2.7 into trunk including fix for bug #1657238 [r=vila]

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
1
 
# Copyright (C) 2006 Canonical Ltd
 
1
# Copyright (C) 2006, 2008, 2009 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., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
 
15
# Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
16
16
 
17
17
"""A simple least-recently-used (LRU) cache."""
18
18
 
19
 
from collections import deque
20
 
import gc
 
19
from __future__ import absolute_import
 
20
 
 
21
from bzrlib import (
 
22
    symbol_versioning,
 
23
    trace,
 
24
    )
 
25
 
 
26
_null_key = object()
 
27
 
 
28
class _LRUNode(object):
 
29
    """This maintains the linked-list which is the lru internals."""
 
30
 
 
31
    __slots__ = ('prev', 'next_key', 'key', 'value')
 
32
 
 
33
    def __init__(self, key, value):
 
34
        self.prev = None
 
35
        self.next_key = _null_key
 
36
        self.key = key
 
37
        self.value = value
 
38
 
 
39
    def __repr__(self):
 
40
        if self.prev is None:
 
41
            prev_key = None
 
42
        else:
 
43
            prev_key = self.prev.key
 
44
        return '%s(%r n:%r p:%r)' % (self.__class__.__name__, self.key,
 
45
                                     self.next_key, prev_key)
21
46
 
22
47
 
23
48
class LRUCache(object):
24
49
    """A class which manages a cache of entries, removing unused ones."""
25
50
 
26
 
    def __init__(self, max_cache=100, after_cleanup_size=None):
27
 
        self._max_cache = max_cache
28
 
        if after_cleanup_size is None:
29
 
            self._after_cleanup_size = self._max_cache
30
 
        else:
31
 
            self._after_cleanup_size = min(after_cleanup_size, self._max_cache)
32
 
 
33
 
        self._compact_queue_length = 4*self._max_cache
34
 
 
 
51
    def __init__(self, max_cache=100, after_cleanup_count=None):
35
52
        self._cache = {}
36
 
        self._cleanup = {}
37
 
        self._queue = deque() # Track when things are accessed
38
 
        self._refcount = {} # number of entries in self._queue for each key
 
53
        # The "HEAD" of the lru linked list
 
54
        self._most_recently_used = None
 
55
        # The "TAIL" of the lru linked list
 
56
        self._least_recently_used = None
 
57
        self._update_max_cache(max_cache, after_cleanup_count)
39
58
 
40
59
    def __contains__(self, key):
41
60
        return key in self._cache
42
61
 
43
62
    def __getitem__(self, key):
44
 
        val = self._cache[key]
45
 
        self._record_access(key)
46
 
        return val
 
63
        cache = self._cache
 
64
        node = cache[key]
 
65
        # Inlined from _record_access to decrease the overhead of __getitem__
 
66
        # We also have more knowledge about structure if __getitem__ is
 
67
        # succeeding, then we know that self._most_recently_used must not be
 
68
        # None, etc.
 
69
        mru = self._most_recently_used
 
70
        if node is mru:
 
71
            # Nothing to do, this node is already at the head of the queue
 
72
            return node.value
 
73
        # Remove this node from the old location
 
74
        node_prev = node.prev
 
75
        next_key = node.next_key
 
76
        # benchmarking shows that the lookup of _null_key in globals is faster
 
77
        # than the attribute lookup for (node is self._least_recently_used)
 
78
        if next_key is _null_key:
 
79
            # 'node' is the _least_recently_used, because it doesn't have a
 
80
            # 'next' item. So move the current lru to the previous node.
 
81
            self._least_recently_used = node_prev
 
82
        else:
 
83
            node_next = cache[next_key]
 
84
            node_next.prev = node_prev
 
85
        node_prev.next_key = next_key
 
86
        # Insert this node at the front of the list
 
87
        node.next_key = mru.key
 
88
        mru.prev = node
 
89
        self._most_recently_used = node
 
90
        node.prev = None
 
91
        return node.value
47
92
 
48
93
    def __len__(self):
49
94
        return len(self._cache)
50
95
 
 
96
    @symbol_versioning.deprecated_method(
 
97
        symbol_versioning.deprecated_in((2, 5, 0)))
51
98
    def add(self, key, value, cleanup=None):
52
 
        """Add a new value to the cache.
53
 
 
54
 
        Also, if the entry is ever removed from the queue, call cleanup.
55
 
        Passing it the key and value being removed.
56
 
 
57
 
        :param key: The key to store it under
58
 
        :param value: The object to store
59
 
        :param cleanup: None or a function taking (key, value) to indicate
60
 
                        'value' sohuld be cleaned up.
61
 
        """
 
99
        if cleanup is not None:
 
100
            raise ValueError("Per-node cleanup functions no longer supported")
 
101
        return self.__setitem__(key, value)
 
102
 
 
103
    def __setitem__(self, key, value):
 
104
        """Add a new value to the cache"""
 
105
        if key is _null_key:
 
106
            raise ValueError('cannot use _null_key as a key')
62
107
        if key in self._cache:
63
 
            self._remove(key)
64
 
        self._cache[key] = value
65
 
        self._cleanup[key] = cleanup
66
 
        self._record_access(key)
 
108
            node = self._cache[key]
 
109
            node.value = value
 
110
            self._record_access(node)
 
111
        else:
 
112
            node = _LRUNode(key, value)
 
113
            self._cache[key] = node
 
114
            self._record_access(node)
67
115
 
68
116
        if len(self._cache) > self._max_cache:
69
117
            # Trigger the cleanup
70
118
            self.cleanup()
71
119
 
 
120
    def cache_size(self):
 
121
        """Get the number of entries we will cache."""
 
122
        return self._max_cache
 
123
 
72
124
    def get(self, key, default=None):
73
 
        if key in self._cache:
74
 
            return self[key]
75
 
        return default
 
125
        node = self._cache.get(key, None)
 
126
        if node is None:
 
127
            return default
 
128
        self._record_access(node)
 
129
        return node.value
76
130
 
77
131
    def keys(self):
78
132
        """Get the list of keys currently cached.
85
139
        """
86
140
        return self._cache.keys()
87
141
 
 
142
    def as_dict(self):
 
143
        """Get a new dict with the same key:value pairs as the cache"""
 
144
        return dict((k, n.value) for k, n in self._cache.iteritems())
 
145
 
 
146
    items = symbol_versioning.deprecated_method(
 
147
        symbol_versioning.deprecated_in((2, 5, 0)))(as_dict)
 
148
 
88
149
    def cleanup(self):
89
150
        """Clear the cache until it shrinks to the requested size.
90
151
 
91
152
        This does not completely wipe the cache, just makes sure it is under
92
 
        the after_cleanup_size.
 
153
        the after_cleanup_count.
93
154
        """
94
155
        # Make sure the cache is shrunk to the correct size
95
 
        while len(self._cache) > self._after_cleanup_size:
 
156
        while len(self._cache) > self._after_cleanup_count:
96
157
            self._remove_lru()
97
158
 
98
 
    def __setitem__(self, key, value):
99
 
        """Add a value to the cache, there will be no cleanup function."""
100
 
        self.add(key, value, cleanup=None)
101
 
 
102
 
    def _record_access(self, key):
 
159
    def _record_access(self, node):
103
160
        """Record that key was accessed."""
104
 
        self._queue.append(key)
105
 
        # Can't use setdefault because you can't += 1 the result
106
 
        self._refcount[key] = self._refcount.get(key, 0) + 1
107
 
 
108
 
        # If our access queue is too large, clean it up too
109
 
        if len(self._queue) > self._compact_queue_length:
110
 
            self._compact_queue()
111
 
 
112
 
    def _compact_queue(self):
113
 
        """Compact the queue, leaving things in sorted last appended order."""
114
 
        new_queue = deque()
115
 
        for item in self._queue:
116
 
            if self._refcount[item] == 1:
117
 
                new_queue.append(item)
118
 
            else:
119
 
                self._refcount[item] -= 1
120
 
        self._queue = new_queue
121
 
        # All entries should be of the same size. There should be one entry in
122
 
        # queue for each entry in cache, and all refcounts should == 1
123
 
        if not (len(self._queue) == len(self._cache) ==
124
 
                len(self._refcount) == sum(self._refcount.itervalues())):
125
 
            raise AssertionError()
126
 
 
127
 
    def _remove(self, key):
128
 
        """Remove an entry, making sure to maintain the invariants."""
129
 
        cleanup = self._cleanup.pop(key)
130
 
        val = self._cache.pop(key)
131
 
        if cleanup is not None:
132
 
            cleanup(key, val)
133
 
        return val
 
161
        # Move 'node' to the front of the queue
 
162
        if self._most_recently_used is None:
 
163
            self._most_recently_used = node
 
164
            self._least_recently_used = node
 
165
            return
 
166
        elif node is self._most_recently_used:
 
167
            # Nothing to do, this node is already at the head of the queue
 
168
            return
 
169
        # We've taken care of the tail pointer, remove the node, and insert it
 
170
        # at the front
 
171
        # REMOVE
 
172
        if node is self._least_recently_used:
 
173
            self._least_recently_used = node.prev
 
174
        if node.prev is not None:
 
175
            node.prev.next_key = node.next_key
 
176
        if node.next_key is not _null_key:
 
177
            node_next = self._cache[node.next_key]
 
178
            node_next.prev = node.prev
 
179
        # INSERT
 
180
        node.next_key = self._most_recently_used.key
 
181
        self._most_recently_used.prev = node
 
182
        self._most_recently_used = node
 
183
        node.prev = None
 
184
 
 
185
    def _remove_node(self, node):
 
186
        if node is self._least_recently_used:
 
187
            self._least_recently_used = node.prev
 
188
        self._cache.pop(node.key)
 
189
        # If we have removed all entries, remove the head pointer as well
 
190
        if self._least_recently_used is None:
 
191
            self._most_recently_used = None
 
192
        if node.prev is not None:
 
193
            node.prev.next_key = node.next_key
 
194
        if node.next_key is not _null_key:
 
195
            node_next = self._cache[node.next_key]
 
196
            node_next.prev = node.prev
 
197
        # And remove this node's pointers
 
198
        node.prev = None
 
199
        node.next_key = _null_key
134
200
 
135
201
    def _remove_lru(self):
136
202
        """Remove one entry from the lru, and handle consequences.
138
204
        If there are no more references to the lru, then this entry should be
139
205
        removed from the cache.
140
206
        """
141
 
        key = self._queue.popleft()
142
 
        self._refcount[key] -= 1
143
 
        if not self._refcount[key]:
144
 
            del self._refcount[key]
145
 
            self._remove(key)
 
207
        self._remove_node(self._least_recently_used)
146
208
 
147
209
    def clear(self):
148
210
        """Clear out all of the cache."""
150
212
        while self._cache:
151
213
            self._remove_lru()
152
214
 
 
215
    def resize(self, max_cache, after_cleanup_count=None):
 
216
        """Change the number of entries that will be cached."""
 
217
        self._update_max_cache(max_cache,
 
218
                               after_cleanup_count=after_cleanup_count)
 
219
 
 
220
    def _update_max_cache(self, max_cache, after_cleanup_count=None):
 
221
        self._max_cache = max_cache
 
222
        if after_cleanup_count is None:
 
223
            self._after_cleanup_count = self._max_cache * 8 / 10
 
224
        else:
 
225
            self._after_cleanup_count = min(after_cleanup_count,
 
226
                                            self._max_cache)
 
227
        self.cleanup()
 
228
 
153
229
 
154
230
class LRUSizeCache(LRUCache):
155
231
    """An LRUCache that removes things based on the size of the values.
157
233
    This differs in that it doesn't care how many actual items there are,
158
234
    it just restricts the cache to be cleaned up after so much data is stored.
159
235
 
160
 
    The values that are added must support len(value).
 
236
    The size of items added will be computed using compute_size(value), which
 
237
    defaults to len() if not supplied.
161
238
    """
162
239
 
163
240
    def __init__(self, max_size=1024*1024, after_cleanup_size=None,
175
252
            The function should take the form "compute_size(value) => integer".
176
253
            If not supplied, it defaults to 'len()'
177
254
        """
178
 
        # This approximates that texts are > 0.5k in size. It only really
179
 
        # effects when we clean up the queue, so we don't want it to be too
180
 
        # large.
181
 
        LRUCache.__init__(self, max_cache=int(max_size/512))
182
 
        self._max_size = max_size
183
 
        if after_cleanup_size is None:
184
 
            self._after_cleanup_size = self._max_size
185
 
        else:
186
 
            self._after_cleanup_size = min(after_cleanup_size, self._max_size)
187
 
 
188
255
        self._value_size = 0
189
256
        self._compute_size = compute_size
190
257
        if compute_size is None:
191
258
            self._compute_size = len
192
 
 
193
 
    def add(self, key, value, cleanup=None):
194
 
        """Add a new value to the cache.
195
 
 
196
 
        Also, if the entry is ever removed from the queue, call cleanup.
197
 
        Passing it the key and value being removed.
198
 
 
199
 
        :param key: The key to store it under
200
 
        :param value: The object to store
201
 
        :param cleanup: None or a function taking (key, value) to indicate
202
 
                        'value' sohuld be cleaned up.
203
 
        """
204
 
        if key in self._cache:
205
 
            self._remove(key)
 
259
        self._update_max_size(max_size, after_cleanup_size=after_cleanup_size)
 
260
        LRUCache.__init__(self, max_cache=max(int(max_size/512), 1))
 
261
 
 
262
    def __setitem__(self, key, value):
 
263
        """Add a new value to the cache"""
 
264
        if key is _null_key:
 
265
            raise ValueError('cannot use _null_key as a key')
 
266
        node = self._cache.get(key, None)
206
267
        value_len = self._compute_size(value)
207
268
        if value_len >= self._after_cleanup_size:
 
269
            # The new value is 'too big to fit', as it would fill up/overflow
 
270
            # the cache all by itself
 
271
            trace.mutter('Adding the key %r to an LRUSizeCache failed.'
 
272
                         ' value %d is too big to fit in a the cache'
 
273
                         ' with size %d %d', key, value_len,
 
274
                         self._after_cleanup_size, self._max_size)
 
275
            if node is not None:
 
276
                # We won't be replacing the old node, so just remove it
 
277
                self._remove_node(node)
208
278
            return
 
279
        if node is None:
 
280
            node = _LRUNode(key, value)
 
281
            self._cache[key] = node
 
282
        else:
 
283
            self._value_size -= self._compute_size(node.value)
209
284
        self._value_size += value_len
210
 
        self._cache[key] = value
211
 
        self._cleanup[key] = cleanup
212
 
        self._record_access(key)
 
285
        self._record_access(node)
213
286
 
214
287
        if self._value_size > self._max_size:
215
288
            # Time to cleanup
225
298
        while self._value_size > self._after_cleanup_size:
226
299
            self._remove_lru()
227
300
 
228
 
    def _remove(self, key):
229
 
        """Remove an entry, making sure to maintain the invariants."""
230
 
        val = LRUCache._remove(self, key)
231
 
        self._value_size -= self._compute_size(val)
 
301
    def _remove_node(self, node):
 
302
        self._value_size -= self._compute_size(node.value)
 
303
        LRUCache._remove_node(self, node)
 
304
 
 
305
    def resize(self, max_size, after_cleanup_size=None):
 
306
        """Change the number of bytes that will be cached."""
 
307
        self._update_max_size(max_size, after_cleanup_size=after_cleanup_size)
 
308
        max_cache = max(int(max_size/512), 1)
 
309
        self._update_max_cache(max_cache)
 
310
 
 
311
    def _update_max_size(self, max_size, after_cleanup_size=None):
 
312
        self._max_size = max_size
 
313
        if after_cleanup_size is None:
 
314
            self._after_cleanup_size = self._max_size * 8 / 10
 
315
        else:
 
316
            self._after_cleanup_size = min(after_cleanup_size, self._max_size)