在 Nodejs 和 TypeScript 中使用 LRU 缓存

高效利用 Node.js 和 TypeScript 构建 LRU 缓存机制

在构建 Web 应用时，我们经常会遇到耗时操作，例如计算密集型任务或昂贵的外部 API 调用。 缓存技术能有效解决这个问题，通过存储操作结果，避免重复计算或调用。本文将演示如何使用 lru-cache 包在 Node.js 中结合 TypeScript 实现 LRU (Least Recently Used) 缓存。

LRU 缓存设置

首先，安装 lru-cache 包：

npm install lru-cache

接下来，创建一个最大容量为 5 的 LRU 缓存来存储用户数据：

import { LRUCache } from 'lru-cache';

interface User {
    id: number;
    name: string;
    email: string;
}

const userCache = new LRUCache<number, User>({ max: 5 });

模拟 API 数据获取

我们用一个模拟函数 fetchUserFromApi 模拟从外部 API 获取用户数据。该函数包含一个延迟，模拟网络请求耗时：

async function fetchUserFromApi(userId: number): Promise<User | null> {
    console.log(`Fetching user data for ID: ${userId} from API...`);
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 500));

    const users: User[] = [
        { id: 1, name: 'Alice', email: 'alice@example.com' },
        { id: 2, name: 'Bob', email: 'bob@example.com' },
        { id: 3, name: 'Charlie', email: 'charlie@example.com' },
    ];

    const user = users.find(user => user.id === userId);
    return user || null;
}

使用 LRU 缓存

getUser 函数利用 LRU 缓存：首先检查缓存中是否存在用户数据，若存在则直接返回；否则，从 API 获取数据并添加到缓存中。

async function getUser(userId: number): Promise<User | null> {
    const cachedUser = userCache.get(userId);

    if (cachedUser) {
        console.log(`User data for ID: ${userId} found in cache.`);
        return cachedUser;
    }

    const user = await fetchUserFromApi(userId);
    if (user) {
        userCache.set(userId, user);
    }
    return user;
}

测试 LRU 缓存

主函数 main 发出多个用户数据请求，演示缓存机制和 LRU 淘汰策略：

async function main() {
    // ... (identical to the original code, with minor formatting changes) ...
}

main();

LRU 缓存的工作原理及优势

首次请求用户数据时，数据来自 API。再次请求相同用户时，数据直接从缓存获取，提升速度。 LRU 缓存最大容量为 5，当请求超过容量时，最久未使用的数据会被淘汰。

使用 LRU 缓存能减少 API 负载，提升应用性能，节省资源。

总结

本文演示了如何在 Node.js 中使用 lru-cache 包结合 TypeScript 构建 LRU 缓存机制，有效提高应用效率。 如有任何疑问，欢迎留言。