1
 
# Copyright (C) 2006, 2008, 2009 Canonical Ltd
 
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.
 
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.
 
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
 
17
 
"""A simple least-recently-used (LRU) cache."""
 
26
 
class _LRUNode(object):
 
27
 
    """This maintains the linked-list which is the lru internals."""
 
29
 
    __slots__ = ('prev', 'next_key', 'key', 'value', 'cleanup', 'size')
 
31
 
    def __init__(self, key, value, cleanup=None):
 
33
 
        self.next_key = _null_key
 
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
 
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)
 
50
 
    def run_cleanup(self):
 
52
 
            if self.cleanup is not None:
 
53
 
                self.cleanup(self.key, self.value)
 
55
 
            # cleanup might raise an exception, but we want to make sure
 
56
 
            # to break refcycles, etc
 
61
 
class LRUCache(object):
 
62
 
    """A class which manages a cache of entries, removing unused ones."""
 
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.',
 
71
 
            after_cleanup_count = after_cleanup_size
 
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)
 
79
 
    def __contains__(self, key):
 
80
 
        return key in self._cache
 
82
 
    def __getitem__(self, 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
 
89
 
        mru = self._most_recently_used
 
91
 
            # Nothing to do, this node is already at the head of the queue
 
93
 
        # Remove this node from the old location
 
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
 
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
 
109
 
        self._most_recently_used = node
 
114
 
        return len(self._cache)
 
117
 
        """Walk the LRU list, only meant to be used in tests."""
 
118
 
        node = self._most_recently_used
 
120
 
            if node.prev is not None:
 
121
 
                raise AssertionError('the _most_recently_used entry is not'
 
122
 
                                     ' supposed to have a previous entry'
 
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,))
 
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'
 
141
 
                if node.prev.next_key != node.key:
 
142
 
                    raise AssertionError('inconsistency found, node.prev.next'
 
143
 
                                         ' != node: %s' % (node,))
 
147
 
    def add(self, key, value, cleanup=None):
 
148
 
        """Add a new value to the cache.
 
150
 
        Also, if the entry is ever removed from the cache, call
 
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.
 
159
 
            raise ValueError('cannot use _null_key as a key')
 
160
 
        if key in self._cache:
 
161
 
            node = self._cache[key]
 
165
 
                # Maintain the LRU properties, even if cleanup raises an
 
168
 
                node.cleanup = cleanup
 
169
 
                self._record_access(node)
 
171
 
            node = _LRUNode(key, value, cleanup=cleanup)
 
172
 
            self._cache[key] = node
 
173
 
            self._record_access(node)
 
175
 
        if len(self._cache) > self._max_cache:
 
176
 
            # Trigger the cleanup
 
179
 
    def cache_size(self):
 
180
 
        """Get the number of entries we will cache."""
 
181
 
        return self._max_cache
 
183
 
    def get(self, key, default=None):
 
184
 
        node = self._cache.get(key, None)
 
187
 
        self._record_access(node)
 
191
 
        """Get the list of keys currently cached.
 
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
 
197
 
        :return: An unordered list of keys that are currently cached.
 
199
 
        return self._cache.keys()
 
202
 
        """Get the key:value pairs as a dict."""
 
203
 
        return dict((k, n.value) for k, n in self._cache.iteritems())
 
206
 
        """Clear the cache until it shrinks to the requested size.
 
208
 
        This does not completely wipe the cache, just makes sure it is under
 
209
 
        the after_cleanup_count.
 
211
 
        # Make sure the cache is shrunk to the correct size
 
212
 
        while len(self._cache) > self._after_cleanup_count:
 
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)
 
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
 
226
 
        elif node is self._most_recently_used:
 
227
 
            # Nothing to do, this node is already at the head of the queue
 
229
 
        # We've taken care of the tail pointer, remove the node, and insert it
 
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
 
240
 
        node.next_key = self._most_recently_used.key
 
241
 
        self._most_recently_used.prev = node
 
242
 
        self._most_recently_used = node
 
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
 
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
 
264
 
            node.next_key = _null_key
 
266
 
    def _remove_lru(self):
 
267
 
        """Remove one entry from the lru, and handle consequences.
 
269
 
        If there are no more references to the lru, then this entry should be
 
270
 
        removed from the cache.
 
272
 
        self._remove_node(self._least_recently_used)
 
275
 
        """Clear out all of the cache."""
 
276
 
        # Clean up in LRU order
 
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)
 
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
 
290
 
            self._after_cleanup_count = min(after_cleanup_count,
 
295
 
class LRUSizeCache(LRUCache):
 
296
 
    """An LRUCache that removes things based on the size of the values.
 
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.
 
301
 
    The size of items added will be computed using compute_size(value), which
 
302
 
    defaults to len() if not supplied.
 
305
 
    def __init__(self, max_size=1024*1024, after_cleanup_size=None,
 
307
 
        """Create a new LRUSizeCache.
 
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
 
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()'
 
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))
 
327
 
    def add(self, key, value, cleanup=None):
 
328
 
        """Add a new value to the cache.
 
330
 
        Also, if the entry is ever removed from the cache, call
 
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.
 
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)
 
350
 
                # We won't be replacing the old node, so just remove it
 
351
 
                self._remove_node(node)
 
352
 
            if cleanup is not None:
 
356
 
            node = _LRUNode(key, value, cleanup=cleanup)
 
357
 
            self._cache[key] = node
 
359
 
            self._value_size -= node.size
 
360
 
        node.size = value_len
 
361
 
        self._value_size += value_len
 
362
 
        self._record_access(node)
 
364
 
        if self._value_size > self._max_size:
 
369
 
        """Clear the cache until it shrinks to the requested size.
 
371
 
        This does not completely wipe the cache, just makes sure it is under
 
372
 
        the after_cleanup_size.
 
374
 
        # Make sure the cache is shrunk to the correct size
 
375
 
        while self._value_size > self._after_cleanup_size:
 
378
 
    def _remove_node(self, node):
 
379
 
        self._value_size -= node.size
 
380
 
        LRUCache._remove_node(self, node)
 
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)
 
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
 
393
 
            self._after_cleanup_size = min(after_cleanup_size, self._max_size)