f# - 是时候在 F# 中实现记忆化了

Question

不确定我是否做对了，或者是否有更好的方法或现有的库已经解决了这个问题。

特别是，我不确定 CAS 是否需要内存栅栏……我认为不需要，但最好问一下。

我还尝试过使用代理和可变字典，但我的直觉是它会更慢，这一点得到了证实，而且实现也更加复杂。

module CAS =
    open System.Threading

    let create (value: 'T) =
        let cell = ref value

        let get () = !cell

        let rec swap f =
            let before = get()
            let newValue = f before
            match Interlocked.CompareExchange<'T>(cell, newValue, before) with
            | result when obj.ReferenceEquals(before, result) ->
                newValue
            | _ ->
                swap f

        get, swap

module Memoization =
    let timeToLive milis f =
        let get, swap = CAS.create Map.empty

        let evict key =
            async {
                do! Async.Sleep milis
                swap (Map.remove key) |> ignore
            } |> Async.Start

        fun key ->
            let data = get()
            match data.TryFind key with
            | Some v -> v
            | None ->
                let v = f key
                swap (Map.add key v) |> ignore
                evict key
                v

Answer 1

如果您愿意将要内存的内容限制为接受字符串输入的函数，则可以重用 System.Runtime.Caching 中的功能。

作为核心库的一部分，这应该相当强大(您希望...)，但是字符串限制非常严重，如果您想进行比较，则必须针对当前的实现进行基准测试性能。

open System
open System.Runtime.Caching

type Cached<'a>(func : string -> 'a, cache : IDisposable) =
    member x.Func : string -> 'a = func

    interface IDisposable with
        member x.Dispose () =
            cache.Dispose ()

let cache timespan (func : string -> 'a) =
    let cache = new MemoryCache(typeof<'a>.FullName)
    let newFunc parameter =
        match cache.Get(parameter) with
        | null ->
            let result = func parameter
            let ci = CacheItem(parameter, result :> obj)
            let cip = CacheItemPolicy()
            cip.AbsoluteExpiration <- DateTimeOffset(DateTime.UtcNow + timespan)
            cip.SlidingExpiration <- TimeSpan.Zero
            cache.Add(ci, cip) |> ignore
            result
        | result ->
            (result :?> 'a)
    new Cached<'a>(newFunc, cache)

let cacheAsync timespan (func : string -> Async<'a>) =
    let cache = new MemoryCache(typeof<'a>.FullName)
    let newFunc parameter =
        match cache.Get(parameter) with
        | null ->
            async {
                let! result = func parameter
                let ci = CacheItem(parameter, result :> obj)
                let cip = CacheItemPolicy()
                cip.AbsoluteExpiration <- DateTimeOffset(DateTime.UtcNow + timespan)
                cip.SlidingExpiration <- TimeSpan.Zero
                cache.Add(ci, cip) |> ignore
                return result
            }
        | result ->
            async { return (result :?> 'a) }
    new Cached<Async<'a>>(newFunc, cache)

用法:

let getStuff = 
    let cached = cacheAsync (TimeSpan(0, 0, 5)) uncachedGetStuff
    // deal with the fact that the cache is IDisposable here
    // however is appropriate...
    cached.Func

如果您对直接访问底层缓存不感兴趣，显然您可以返回一个与旧函数具有相同签名的新函数 - 但考虑到缓存是 IDisposable，这似乎是不明智的。

我认为在很多方面我更喜欢你的解决方案，但是当我遇到类似的问题时，我有一个反常的想法，如果可以的话，我真的应该使用内置的东西。