~bzr-pqm/bzr/bzr.dev

« back to all changes in this revision

Viewing changes to bzrlib/lru_cache.py

  • Committer: mbp at sourcefrog
  • Date: 2005-03-24 00:44:18 UTC
  • Revision ID: mbp@sourcefrog.net-20050324004418-b4a050f656c07f5f
show space usage for various stores in the info command

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
1
 
# Copyright (C) 2006, 2008 Canonical Ltd
2
 
#
3
 
# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
4
 
# it under the terms of the GNU General Public License as published by
5
 
# the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
6
 
# (at your option) any later version.
7
 
#
8
 
# This program is distributed in the hope that it will be useful,
9
 
# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10
 
# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11
 
# GNU General Public License for more details.
12
 
#
13
 
# You should have received a copy of the GNU General Public License
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
16
 
 
17
 
"""A simple least-recently-used (LRU) cache."""
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
 
        if self.cleanup is not None:
52
 
            self.cleanup(self.key, self.value)
53
 
        self.cleanup = None
54
 
        # Just make sure to break any refcycles, etc
55
 
        self.value = None
56
 
 
57
 
 
58
 
class LRUCache(object):
59
 
    """A class which manages a cache of entries, removing unused ones."""
60
 
 
61
 
    def __init__(self, max_cache=100, after_cleanup_count=None,
62
 
                 after_cleanup_size=symbol_versioning.DEPRECATED_PARAMETER):
63
 
        if symbol_versioning.deprecated_passed(after_cleanup_size):
64
 
            symbol_versioning.warn('LRUCache.__init__(after_cleanup_size) was'
65
 
                                   ' deprecated in 1.11. Use'
66
 
                                   ' after_cleanup_count instead.',
67
 
                                   DeprecationWarning)
68
 
            after_cleanup_count = after_cleanup_size
69
 
        self._cache = {}
70
 
        # The "HEAD" of the lru linked list
71
 
        self._most_recently_used = None
72
 
        # The "TAIL" of the lru linked list
73
 
        self._least_recently_used = None
74
 
        self._update_max_cache(max_cache, after_cleanup_count)
75
 
 
76
 
    def __contains__(self, key):
77
 
        return key in self._cache
78
 
 
79
 
    def __getitem__(self, key):
80
 
        cache = self._cache
81
 
        node = cache[key]
82
 
        # Inlined from _record_access to decrease the overhead of __getitem__
83
 
        # We also have more knowledge about structure if __getitem__ is
84
 
        # succeeding, then we know that self._most_recently_used must not be
85
 
        # None, etc.
86
 
        mru = self._most_recently_used
87
 
        if node is mru:
88
 
            # Nothing to do, this node is already at the head of the queue
89
 
            return node.value
90
 
        # Remove this node from the old location
91
 
        node_prev = node.prev
92
 
        next_key = node.next_key
93
 
        # benchmarking shows that the lookup of _null_key in globals is faster
94
 
        # than the attribute lookup for (node is self._least_recently_used)
95
 
        if next_key is _null_key:
96
 
            # 'node' is the _least_recently_used, because it doesn't have a
97
 
            # 'next' item. So move the current lru to the previous node.
98
 
            self._least_recently_used = node_prev
99
 
        else:
100
 
            node_next = cache[next_key]
101
 
            node_next.prev = node_prev
102
 
        node_prev.next_key = next_key
103
 
        # Insert this node at the front of the list
104
 
        node.next_key = mru.key
105
 
        mru.prev = node
106
 
        self._most_recently_used = node
107
 
        node.prev = None
108
 
        return node.value
109
 
 
110
 
    def __len__(self):
111
 
        return len(self._cache)
112
 
 
113
 
    def _walk_lru(self):
114
 
        """Walk the LRU list, only meant to be used in tests."""
115
 
        node = self._most_recently_used
116
 
        if node is not None:
117
 
            if node.prev is not None:
118
 
                raise AssertionError('the _most_recently_used entry is not'
119
 
                                     ' supposed to have a previous entry'
120
 
                                     ' %s' % (node,))
121
 
        while node is not None:
122
 
            if node.next_key is _null_key:
123
 
                if node is not self._least_recently_used:
124
 
                    raise AssertionError('only the last node should have'
125
 
                                         ' no next value: %s' % (node,))
126
 
                node_next = None
127
 
            else:
128
 
                node_next = self._cache[node.next_key]
129
 
                if node_next.prev is not node:
130
 
                    raise AssertionError('inconsistency found, node.next.prev'
131
 
                                         ' != node: %s' % (node,))
132
 
            if node.prev is None:
133
 
                if node is not self._most_recently_used:
134
 
                    raise AssertionError('only the _most_recently_used should'
135
 
                                         ' not have a previous node: %s'
136
 
                                         % (node,))
137
 
            else:
138
 
                if node.prev.next_key != node.key:
139
 
                    raise AssertionError('inconsistency found, node.prev.next'
140
 
                                         ' != node: %s' % (node,))
141
 
            yield node
142
 
            node = node_next
143
 
 
144
 
    def add(self, key, value, cleanup=None):
145
 
        """Add a new value to the cache.
146
 
 
147
 
        Also, if the entry is ever removed from the cache, call
148
 
        cleanup(key, value).
149
 
 
150
 
        :param key: The key to store it under
151
 
        :param value: The object to store
152
 
        :param cleanup: None or a function taking (key, value) to indicate
153
 
                        'value' should be cleaned up.
154
 
        """
155
 
        if key is _null_key:
156
 
            raise ValueError('cannot use _null_key as a key')
157
 
        if key in self._cache:
158
 
            node = self._cache[key]
159
 
            node.run_cleanup()
160
 
            node.value = value
161
 
            node.cleanup = cleanup
162
 
        else:
163
 
            node = _LRUNode(key, value, cleanup=cleanup)
164
 
            self._cache[key] = node
165
 
        self._record_access(node)
166
 
 
167
 
        if len(self._cache) > self._max_cache:
168
 
            # Trigger the cleanup
169
 
            self.cleanup()
170
 
 
171
 
    def cache_size(self):
172
 
        """Get the number of entries we will cache."""
173
 
        return self._max_cache
174
 
 
175
 
    def get(self, key, default=None):
176
 
        node = self._cache.get(key, None)
177
 
        if node is None:
178
 
            return default
179
 
        self._record_access(node)
180
 
        return node.value
181
 
 
182
 
    def keys(self):
183
 
        """Get the list of keys currently cached.
184
 
 
185
 
        Note that values returned here may not be available by the time you
186
 
        request them later. This is simply meant as a peak into the current
187
 
        state.
188
 
 
189
 
        :return: An unordered list of keys that are currently cached.
190
 
        """
191
 
        return self._cache.keys()
192
 
 
193
 
    def items(self):
194
 
        """Get the key:value pairs as a dict."""
195
 
        return dict((k, n.value) for k, n in self._cache.iteritems())
196
 
 
197
 
    def cleanup(self):
198
 
        """Clear the cache until it shrinks to the requested size.
199
 
 
200
 
        This does not completely wipe the cache, just makes sure it is under
201
 
        the after_cleanup_count.
202
 
        """
203
 
        # Make sure the cache is shrunk to the correct size
204
 
        while len(self._cache) > self._after_cleanup_count:
205
 
            self._remove_lru()
206
 
 
207
 
    def __setitem__(self, key, value):
208
 
        """Add a value to the cache, there will be no cleanup function."""
209
 
        self.add(key, value, cleanup=None)
210
 
 
211
 
    def _record_access(self, node):
212
 
        """Record that key was accessed."""
213
 
        # Move 'node' to the front of the queue
214
 
        if self._most_recently_used is None:
215
 
            self._most_recently_used = node
216
 
            self._least_recently_used = node
217
 
            return
218
 
        elif node is self._most_recently_used:
219
 
            # Nothing to do, this node is already at the head of the queue
220
 
            return
221
 
        # We've taken care of the tail pointer, remove the node, and insert it
222
 
        # at the front
223
 
        # REMOVE
224
 
        if node is self._least_recently_used:
225
 
            self._least_recently_used = node.prev
226
 
        if node.prev is not None:
227
 
            node.prev.next_key = node.next_key
228
 
        if node.next_key is not _null_key:
229
 
            node_next = self._cache[node.next_key]
230
 
            node_next.prev = node.prev
231
 
        # INSERT
232
 
        node.next_key = self._most_recently_used.key
233
 
        self._most_recently_used.prev = node
234
 
        self._most_recently_used = node
235
 
        node.prev = None
236
 
 
237
 
    def _remove_node(self, node):
238
 
        if node is self._least_recently_used:
239
 
            self._least_recently_used = node.prev
240
 
        self._cache.pop(node.key)
241
 
        # If we have removed all entries, remove the head pointer as well
242
 
        if self._least_recently_used is None:
243
 
            self._most_recently_used = None
244
 
        node.run_cleanup()
245
 
        # Now remove this node from the linked list
246
 
        if node.prev is not None:
247
 
            node.prev.next_key = node.next_key
248
 
        if node.next_key is not _null_key:
249
 
            node_next = self._cache[node.next_key]
250
 
            node_next.prev = node.prev
251
 
        # And remove this node's pointers
252
 
        node.prev = None
253
 
        node.next_key = _null_key
254
 
 
255
 
    def _remove_lru(self):
256
 
        """Remove one entry from the lru, and handle consequences.
257
 
 
258
 
        If there are no more references to the lru, then this entry should be
259
 
        removed from the cache.
260
 
        """
261
 
        self._remove_node(self._least_recently_used)
262
 
 
263
 
    def clear(self):
264
 
        """Clear out all of the cache."""
265
 
        # Clean up in LRU order
266
 
        while self._cache:
267
 
            self._remove_lru()
268
 
 
269
 
    def resize(self, max_cache, after_cleanup_count=None):
270
 
        """Change the number of entries that will be cached."""
271
 
        self._update_max_cache(max_cache,
272
 
                               after_cleanup_count=after_cleanup_count)
273
 
 
274
 
    def _update_max_cache(self, max_cache, after_cleanup_count=None):
275
 
        self._max_cache = max_cache
276
 
        if after_cleanup_count is None:
277
 
            self._after_cleanup_count = self._max_cache * 8 / 10
278
 
        else:
279
 
            self._after_cleanup_count = min(after_cleanup_count,
280
 
                                            self._max_cache)
281
 
        self.cleanup()
282
 
 
283
 
 
284
 
class LRUSizeCache(LRUCache):
285
 
    """An LRUCache that removes things based on the size of the values.
286
 
 
287
 
    This differs in that it doesn't care how many actual items there are,
288
 
    it just restricts the cache to be cleaned up after so much data is stored.
289
 
 
290
 
    The size of items added will be computed using compute_size(value), which
291
 
    defaults to len() if not supplied.
292
 
    """
293
 
 
294
 
    def __init__(self, max_size=1024*1024, after_cleanup_size=None,
295
 
                 compute_size=None):
296
 
        """Create a new LRUSizeCache.
297
 
 
298
 
        :param max_size: The max number of bytes to store before we start
299
 
            clearing out entries.
300
 
        :param after_cleanup_size: After cleaning up, shrink everything to this
301
 
            size.
302
 
        :param compute_size: A function to compute the size of the values. We
303
 
            use a function here, so that you can pass 'len' if you are just
304
 
            using simple strings, or a more complex function if you are using
305
 
            something like a list of strings, or even a custom object.
306
 
            The function should take the form "compute_size(value) => integer".
307
 
            If not supplied, it defaults to 'len()'
308
 
        """
309
 
        self._value_size = 0
310
 
        self._compute_size = compute_size
311
 
        if compute_size is None:
312
 
            self._compute_size = len
313
 
        self._update_max_size(max_size, after_cleanup_size=after_cleanup_size)
314
 
        LRUCache.__init__(self, max_cache=max(int(max_size/512), 1))
315
 
 
316
 
    def add(self, key, value, cleanup=None):
317
 
        """Add a new value to the cache.
318
 
 
319
 
        Also, if the entry is ever removed from the cache, call
320
 
        cleanup(key, value).
321
 
 
322
 
        :param key: The key to store it under
323
 
        :param value: The object to store
324
 
        :param cleanup: None or a function taking (key, value) to indicate
325
 
                        'value' should be cleaned up.
326
 
        """
327
 
        if key is _null_key:
328
 
            raise ValueError('cannot use _null_key as a key')
329
 
        node = self._cache.get(key, None)
330
 
        value_len = self._compute_size(value)
331
 
        if value_len >= self._after_cleanup_size:
332
 
            # The new value is 'too big to fit', as it would fill up/overflow
333
 
            # the cache all by itself
334
 
            trace.mutter('Adding the key %r to an LRUSizeCache failed.'
335
 
                         ' value %d is too big to fit in a the cache'
336
 
                         ' with size %d %d', key, value_len,
337
 
                         self._after_cleanup_size, self._max_size)
338
 
            if node is not None:
339
 
                # We won't be replacing the old node, so just remove it
340
 
                self._remove_node(node)
341
 
            if cleanup is not None:
342
 
                cleanup(key, value)
343
 
            return
344
 
        if node is None:
345
 
            node = _LRUNode(key, value, cleanup=cleanup)
346
 
            self._cache[key] = node
347
 
        else:
348
 
            self._value_size -= node.size
349
 
        node.size = value_len
350
 
        self._value_size += value_len
351
 
        self._record_access(node)
352
 
 
353
 
        if self._value_size > self._max_size:
354
 
            # Time to cleanup
355
 
            self.cleanup()
356
 
 
357
 
    def cleanup(self):
358
 
        """Clear the cache until it shrinks to the requested size.
359
 
 
360
 
        This does not completely wipe the cache, just makes sure it is under
361
 
        the after_cleanup_size.
362
 
        """
363
 
        # Make sure the cache is shrunk to the correct size
364
 
        while self._value_size > self._after_cleanup_size:
365
 
            self._remove_lru()
366
 
 
367
 
    def _remove_node(self, node):
368
 
        self._value_size -= node.size
369
 
        LRUCache._remove_node(self, node)
370
 
 
371
 
    def resize(self, max_size, after_cleanup_size=None):
372
 
        """Change the number of bytes that will be cached."""
373
 
        self._update_max_size(max_size, after_cleanup_size=after_cleanup_size)
374
 
        max_cache = max(int(max_size/512), 1)
375
 
        self._update_max_cache(max_cache)
376
 
 
377
 
    def _update_max_size(self, max_size, after_cleanup_size=None):
378
 
        self._max_size = max_size
379
 
        if after_cleanup_size is None:
380
 
            self._after_cleanup_size = self._max_size * 8 / 10
381
 
        else:
382
 
            self._after_cleanup_size = min(after_cleanup_size, self._max_size)