~bzr-pqm/bzr/bzr.dev

« back to all changes in this revision

Viewing changes to bzrlib/lru_cache.py

  • Committer: aaron.bentley at utoronto
  • Date: 2005-08-18 02:24:28 UTC
  • mto: (1092.1.41) (1185.3.4) (974.1.47)
  • mto: This revision was merged to the branch mainline in revision 1110.
  • Revision ID: aaron.bentley@utoronto.ca-20050818022428-4c0bf84005f4dba8
mergedĀ mbp@sourcefrog.net-20050817233101-0939da1cf91f2472

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
1
 
# Copyright (C) 2006, 2008, 2009 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
 
        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
59
 
 
60
 
 
61
 
class LRUCache(object):
62
 
    """A class which manages a cache of entries, removing unused ones."""
63
 
 
64
 
    def __init__(self, max_cache=100, after_cleanup_count=None,
65
 
                 after_cleanup_size=symbol_versioning.DEPRECATED_PARAMETER):
66
 
        if symbol_versioning.deprecated_passed(after_cleanup_size):
67
 
            symbol_versioning.warn('LRUCache.__init__(after_cleanup_size) was'
68
 
                                   ' deprecated in 1.11. Use'
69
 
                                   ' after_cleanup_count instead.',
70
 
                                   DeprecationWarning)
71
 
            after_cleanup_count = after_cleanup_size
72
 
        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
77
 
        self._update_max_cache(max_cache, after_cleanup_count)
78
 
 
79
 
    def __contains__(self, key):
80
 
        return key in self._cache
81
 
 
82
 
    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
112
 
 
113
 
    def __len__(self):
114
 
        return len(self._cache)
115
 
 
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
 
    def add(self, key, value, cleanup=None):
148
 
        """Add a new value to the cache.
149
 
 
150
 
        Also, if the entry is ever removed from the cache, call
151
 
        cleanup(key, value).
152
 
 
153
 
        :param key: The key to store it under
154
 
        :param value: The object to store
155
 
        :param cleanup: None or a function taking (key, value) to indicate
156
 
                        'value' should be cleaned up.
157
 
        """
158
 
        if key is _null_key:
159
 
            raise ValueError('cannot use _null_key as a key')
160
 
        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)
174
 
 
175
 
        if len(self._cache) > self._max_cache:
176
 
            # Trigger the cleanup
177
 
            self.cleanup()
178
 
 
179
 
    def cache_size(self):
180
 
        """Get the number of entries we will cache."""
181
 
        return self._max_cache
182
 
 
183
 
    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
189
 
 
190
 
    def keys(self):
191
 
        """Get the list of keys currently cached.
192
 
 
193
 
        Note that values returned here may not be available by the time you
194
 
        request them later. This is simply meant as a peak into the current
195
 
        state.
196
 
 
197
 
        :return: An unordered list of keys that are currently cached.
198
 
        """
199
 
        return self._cache.keys()
200
 
 
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
 
    def cleanup(self):
206
 
        """Clear the cache until it shrinks to the requested size.
207
 
 
208
 
        This does not completely wipe the cache, just makes sure it is under
209
 
        the after_cleanup_count.
210
 
        """
211
 
        # Make sure the cache is shrunk to the correct size
212
 
        while len(self._cache) > self._after_cleanup_count:
213
 
            self._remove_lru()
214
 
 
215
 
    def __setitem__(self, key, value):
216
 
        """Add a value to the cache, there will be no cleanup function."""
217
 
        self.add(key, value, cleanup=None)
218
 
 
219
 
    def _record_access(self, node):
220
 
        """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
265
 
 
266
 
    def _remove_lru(self):
267
 
        """Remove one entry from the lru, and handle consequences.
268
 
 
269
 
        If there are no more references to the lru, then this entry should be
270
 
        removed from the cache.
271
 
        """
272
 
        self._remove_node(self._least_recently_used)
273
 
 
274
 
    def clear(self):
275
 
        """Clear out all of the cache."""
276
 
        # Clean up in LRU order
277
 
        while self._cache:
278
 
            self._remove_lru()
279
 
 
280
 
    def resize(self, max_cache, after_cleanup_count=None):
281
 
        """Change the number of entries that will be cached."""
282
 
        self._update_max_cache(max_cache,
283
 
                               after_cleanup_count=after_cleanup_count)
284
 
 
285
 
    def _update_max_cache(self, max_cache, after_cleanup_count=None):
286
 
        self._max_cache = max_cache
287
 
        if after_cleanup_count is None:
288
 
            self._after_cleanup_count = self._max_cache * 8 / 10
289
 
        else:
290
 
            self._after_cleanup_count = min(after_cleanup_count,
291
 
                                            self._max_cache)
292
 
        self.cleanup()
293
 
 
294
 
 
295
 
class LRUSizeCache(LRUCache):
296
 
    """An LRUCache that removes things based on the size of the values.
297
 
 
298
 
    This differs in that it doesn't care how many actual items there are,
299
 
    it just restricts the cache to be cleaned up after so much data is stored.
300
 
 
301
 
    The size of items added will be computed using compute_size(value), which
302
 
    defaults to len() if not supplied.
303
 
    """
304
 
 
305
 
    def __init__(self, max_size=1024*1024, after_cleanup_size=None,
306
 
                 compute_size=None):
307
 
        """Create a new LRUSizeCache.
308
 
 
309
 
        :param max_size: The max number of bytes to store before we start
310
 
            clearing out entries.
311
 
        :param after_cleanup_size: After cleaning up, shrink everything to this
312
 
            size.
313
 
        :param compute_size: A function to compute the size of the values. We
314
 
            use a function here, so that you can pass 'len' if you are just
315
 
            using simple strings, or a more complex function if you are using
316
 
            something like a list of strings, or even a custom object.
317
 
            The function should take the form "compute_size(value) => integer".
318
 
            If not supplied, it defaults to 'len()'
319
 
        """
320
 
        self._value_size = 0
321
 
        self._compute_size = compute_size
322
 
        if compute_size is None:
323
 
            self._compute_size = len
324
 
        self._update_max_size(max_size, after_cleanup_size=after_cleanup_size)
325
 
        LRUCache.__init__(self, max_cache=max(int(max_size/512), 1))
326
 
 
327
 
    def add(self, key, value, cleanup=None):
328
 
        """Add a new value to the cache.
329
 
 
330
 
        Also, if the entry is ever removed from the cache, call
331
 
        cleanup(key, value).
332
 
 
333
 
        :param key: The key to store it under
334
 
        :param value: The object to store
335
 
        :param cleanup: None or a function taking (key, value) to indicate
336
 
                        'value' should be cleaned up.
337
 
        """
338
 
        if key is _null_key:
339
 
            raise ValueError('cannot use _null_key as a key')
340
 
        node = self._cache.get(key, None)
341
 
        value_len = self._compute_size(value)
342
 
        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
 
            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
 
        self._value_size += value_len
362
 
        self._record_access(node)
363
 
 
364
 
        if self._value_size > self._max_size:
365
 
            # Time to cleanup
366
 
            self.cleanup()
367
 
 
368
 
    def cleanup(self):
369
 
        """Clear the cache until it shrinks to the requested size.
370
 
 
371
 
        This does not completely wipe the cache, just makes sure it is under
372
 
        the after_cleanup_size.
373
 
        """
374
 
        # Make sure the cache is shrunk to the correct size
375
 
        while self._value_size > self._after_cleanup_size:
376
 
            self._remove_lru()
377
 
 
378
 
    def _remove_node(self, node):
379
 
        self._value_size -= node.size
380
 
        LRUCache._remove_node(self, node)
381
 
 
382
 
    def resize(self, max_size, after_cleanup_size=None):
383
 
        """Change the number of bytes that will be cached."""
384
 
        self._update_max_size(max_size, after_cleanup_size=after_cleanup_size)
385
 
        max_cache = max(int(max_size/512), 1)
386
 
        self._update_max_cache(max_cache)
387
 
 
388
 
    def _update_max_size(self, max_size, after_cleanup_size=None):
389
 
        self._max_size = max_size
390
 
        if after_cleanup_size is None:
391
 
            self._after_cleanup_size = self._max_size * 8 / 10
392
 
        else:
393
 
            self._after_cleanup_size = min(after_cleanup_size, self._max_size)