JavaScript版的TwoQueues缓存模型

让我来详细讲解一下JavaScript版的TwoQueues缓存模型，包含示例说明。

什么是TwoQueues缓存模型

TwoQueues缓存模型是一种常见的缓存淘汰策略。在TwoQueues缓存模型中，有两个队列，一个是使用队列（hot queue），一个是空闲队列（cold queue）。

当一个缓存项被访问时，它会从cold queue中被移到hot queue中。如果hot queue已满，那么cold queue中的最老的缓存项会被淘汰。

当要添加一个新的缓存项时，如果hot queue未满，则直接添加到hot queue中，否则将hot queue中最老的缓存项移到cold queue中，再将新的缓存项添加到hot queue中。

为了保持hot queue中的数据尽可能新，我们可以定期地将hot queue中的所有缓存项都移到cold queue中，即缓存重置操作（cache reset）。

TwoQueues缓存模型的JavaScript实现

下面是一个基于JavaScript的TwoQueues缓存模型的实现示例：

class TwoQueuesCache {
  constructor(options) {
    this.maxSize = options.maxSize || 10;
    this.hotQueue = [];
    this.coldQueue = [];
  }

  get(key) {
    let hitKeyIndex = -1;
    this.hotQueue.forEach((item, index) => {
      if (item.key === key) {
        hitKeyIndex = index;
        return false;
      }
    });
    if (hitKeyIndex !== -1) {
      const hitItem = this.hotQueue.splice(hitKeyIndex, 1)[0];
      this.hotQueue.unshift(hitItem); // 将命中的元素移到hot queue的头部
      return hitItem.value;
    } else {
      let hitKeyIndex = -1;
      this.coldQueue.forEach((item, index) => {
        if (item.key === key) {
          hitKeyIndex = index;
          return false;
        }
      });
      if (hitKeyIndex !== -1) {
        const hitItem = this.coldQueue.splice(hitKeyIndex, 1)[0];
        this.hotQueue.unshift(hitItem); // 将命中的元素移到hot queue的头部
        return hitItem.value;
      }
    }
  }

  set(key, value) {
    let hitKeyIndex = -1;
    this.hotQueue.forEach((item, index) => {
      if (item.key === key) {
        hitKeyIndex = index;
        return false;
      }
    });
    if (hitKeyIndex !== -1) {
      this.hotQueue.splice(hitKeyIndex, 1);
    } else {
      if (this.hotQueue.length >= this.maxSize) {
        const oldItem = this.hotQueue.pop();
        this.coldQueue.unshift(oldItem); // 将 hot queue 中的最老元素移到 cold queue 中
      }
    }
    this.hotQueue.unshift({ key, value });
  }

  reset() {
    this.coldQueue = [...this.hotQueue, ...this.coldQueue];
    this.hotQueue = [];
  }
}

上述代码中，我们定义了一个 TwoQueuesCache 类来实现 TwoQueues缓存模型。其中，构造函数中传入了 options 参数，可以指定缓存最大容量 maxSize，默认为10。

get 方法的实现，我们首先在 hot queue 中查找要查找的 key 是否存在，如果存在，就将这个缓存项移到 hot queue 的头部，并返回对应的值；如果 hot queue 中没有找到，则在 cold queue 中查找 key 是否存在，如果存在，就将这个缓存项移到 hot queue 的头部，并返回对应的值；如果两个队列中都没有找到，就返回 undefined。

set 方法的实现，我们首先在 hot queue 中查找要设置的 key 是否存在，如果存在，就从 hot queue 中删除这个缓存项；如果 hot queue 已满，则将 hot queue 的最老缓存项移到 cold queue 中；最后将要设置的缓存项添加到 hot queue 的头部。

reset 方法用于执行缓存重置操作。我们将 hot queue 中的缓存项都加到 cold queue 中，同时将 hot queue 清空即可。

TwoQueues缓存模型的示例说明

假设我们现在要实现一个图片加载器，并且需要对加载过的图片进行缓存处理，这时候可以使用 TwoQueuesCache 来实现图片缓存。

const cache = new TwoQueuesCache({ maxSize: 2 });

function loadImage(src) {
  const cachedImage = cache.get(src);
  if (cachedImage) {
    console.log(`从缓存中加载：${src}`);
    return cachedImage;
  }
  console.log(`加载新图片：${src}`);
  const img = new Image();
  img.src = src;
  cache.set(src, img);
  return img;
}

loadImage('https://picsum.photos/200/300'); // 加载新图片：https://picsum.photos/200/300
loadImage('https://picsum.photos/200/300'); // 从缓存中加载：https://picsum.photos/200/300
loadImage('https://picsum.photos/300/400'); // 加载新图片：https://picsum.photos/300/400
loadImage('https://picsum.photos/400/500'); // 加载新图片：https://picsum.photos/400/500

我们设置了缓存大小为 2，分别加载了三张图片。第一张是新图片，第二张是已经缓存的图片，第三张和第四张都是新图片。可以看到，当图片已经被缓存在了 hot queue 中时，后续再次调用 loadImage 方法时，就直接从缓存中加载，不需要再次发起加载请求。

在缓存操作完成后，我们可以手动执行 cache.reset() 方法来清空缓存。

cache.reset();
console.log(cache.hotQueue); // []
console.log(cache.coldQueue); // [ { key: 'https://picsum.photos/200/300', value: <img> } ]

执行缓存重置操作后，hot queue 中的缓存项被清空了，cold queue 中的缓存项变为了整个缓存的全部内容。