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cache/monitor.go

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+package cache
+
+import (
+	"sync"
+	"time"
+)
+
+// MonitorOptions 缓存监控选项
+type MonitorOptions struct {
+	Enabled          bool          // 是否启用监控
+	SampleInterval   time.Duration // 采样间隔时间
+	AdjustInterval   time.Duration // 调整间隔时间
+	MinSize          int           // 最小缓存大小
+	MaxSize          int           // 最大缓存大小
+	TargetHitRate    float64       // 目标命中率
+	SizeGrowthFactor float64       // 缓存大小增长因子
+	SizeShrinkFactor float64       // 缓存大小收缩因子
+	ExpirationFactor float64       // 过期时间调整因子
+}
+
+// DefaultMonitorOptions 默认监控选项
+var DefaultMonitorOptions = MonitorOptions{
+	Enabled:          true,
+	SampleInterval:   time.Minute,      // 每分钟采样一次
+	AdjustInterval:   time.Minute * 10, // 每10分钟调整一次
+	MinSize:          50,               // 最小缓存大小
+	MaxSize:          1000,             // 最大缓存大小
+	TargetHitRate:    0.8,              // 目标命中率80%
+	SizeGrowthFactor: 1.2,              // 增长20%
+	SizeShrinkFactor: 0.8,              // 收缩20%
+	ExpirationFactor: 1.5,              // 过期时间调整因子
+}
+
+// CacheStats 缓存统计信息
+type CacheStats struct {
+	Size          int       // 当前缓存大小
+	Hits          int       // 命中次数
+	Misses        int       // 未命中次数
+	HitRate       float64   // 命中率
+	MemoryUsage   int64     // 内存使用量（字节）
+	LastAdjusted  time.Time // 最后调整时间
+	SamplesCount  int       // 样本数量
+	AvgAccessTime float64   // 平均访问时间（纳秒）
+}
+
+// Monitor 缓存监控器
+type Monitor struct {
+	options       MonitorOptions
+	cache         *PNCache
+	stats         CacheStats
+	sampleHistory []CacheStats
+	mutex         sync.RWMutex
+	stopChan      chan struct{}
+	isRunning     bool
+}
+
+// NewMonitor 创建一个新的缓存监控器
+func NewMonitor(cache *PNCache, options MonitorOptions) *Monitor {
+	return &Monitor{
+		options:       options,
+		cache:         cache,
+		sampleHistory: make([]CacheStats, 0, 100), // 预分配100个样本的容量
+		stopChan:      make(chan struct{}),
+		isRunning:     false,
+	}
+}
+
+// Start 启动监控器
+func (m *Monitor) Start() {
+	if !m.options.Enabled || m.isRunning {
+		return
+	}
+
+	m.mutex.Lock()
+	m.isRunning = true
+	m.mutex.Unlock()
+
+	go m.monitorRoutine()
+}
+
+// Stop 停止监控器
+func (m *Monitor) Stop() {
+	if !m.isRunning {
+		return
+	}
+
+	m.mutex.Lock()
+	m.isRunning = false
+	m.mutex.Unlock()
+
+	m.stopChan <- struct{}{}
+}
+
+// GetStats 获取当前缓存统计信息
+func (m *Monitor) GetStats() CacheStats {
+	m.mutex.RLock()
+	defer m.mutex.RUnlock()
+
+	return m.stats
+}
+
+// monitorRoutine 监控例程
+func (m *Monitor) monitorRoutine() {
+	sampleTicker := time.NewTicker(m.options.SampleInterval)
+	adjustTicker := time.NewTicker(m.options.AdjustInterval)
+
+	defer sampleTicker.Stop()
+	defer adjustTicker.Stop()
+
+	for {
+		select {
+		case <-m.stopChan:
+			return
+		case <-sampleTicker.C:
+			m.collectSample()
+		case <-adjustTicker.C:
+			m.adjustCache()
+		}
+	}
+}
+
+// collectSample 收集缓存样本
+func (m *Monitor) collectSample() {
+	m.mutex.Lock()
+	defer m.mutex.Unlock()
+
+	// 获取缓存统计信息
+	hits, misses, hitRate := m.cache.Stats()
+	size := m.cache.Size()
+
+	// 估算内存使用量（简化计算，实际应用中可能需要更精确的方法）
+	memoryUsage := int64(size * 1024) // 假设每个缓存项平均占用1KB
+
+	// 创建新的统计样本
+	newStat := CacheStats{
+		Size:         size,
+		Hits:         hits,
+		Misses:       misses,
+		HitRate:      hitRate,
+		MemoryUsage:  memoryUsage,
+		LastAdjusted: time.Now(),
+	}
+
+	// 添加到历史样本
+	m.sampleHistory = append(m.sampleHistory, newStat)
+
+	// 限制历史样本数量，保留最近的100个样本
+	if len(m.sampleHistory) > 100 {
+		m.sampleHistory = m.sampleHistory[len(m.sampleHistory)-100:]
+	}
+
+	// 更新当前统计信息
+	m.stats = newStat
+	m.stats.SamplesCount = len(m.sampleHistory)
+}
+
+// adjustCache 根据统计信息调整缓存
+func (m *Monitor) adjustCache() {
+	m.mutex.Lock()
+	defer m.mutex.Unlock()
+
+	// 如果样本数量不足，不进行调整
+	if len(m.sampleHistory) < 5 {
+		return
+	}
+
+	// 计算平均命中率
+	totalHitRate := 0.0
+	for _, stat := range m.sampleHistory {
+		totalHitRate += stat.HitRate
+	}
+	avgHitRate := totalHitRate / float64(len(m.sampleHistory))
+
+	// 获取当前缓存选项
+	cacheOptions := m.cache.GetOptions()
+
+	// 根据命中率调整缓存大小
+	newSize := cacheOptions.Size
+	if avgHitRate < m.options.TargetHitRate {
+		// 命中率低于目标，增加缓存大小
+		newSize = int(float64(newSize) * m.options.SizeGrowthFactor)
+		// 确保不超过最大大小
+		if newSize > m.options.MaxSize {
+			newSize = m.options.MaxSize
+		}
+	} else if avgHitRate > m.options.TargetHitRate+0.1 && m.stats.Size > m.options.MinSize {
+		// 命中率远高于目标且缓存大小大于最小值，可以适当减小缓存
+		newSize = int(float64(newSize) * m.options.SizeShrinkFactor)
+		// 确保不小于最小大小
+		if newSize < m.options.MinSize {
+			newSize = m.options.MinSize
+		}
+	}
+
+	// 根据访问模式调整过期时间
+	newExpiration := cacheOptions.Expiration
+	if avgHitRate < m.options.TargetHitRate {
+		// 命中率低，增加过期时间
+		newExpiration = time.Duration(float64(newExpiration) * m.options.ExpirationFactor)
+	} else if avgHitRate > m.options.TargetHitRate+0.1 {
+		// 命中率高，可以适当减少过期时间
+		newExpiration = time.Duration(float64(newExpiration) / m.options.ExpirationFactor)
+	}
+
+	// 应用新的缓存选项
+	if newSize != cacheOptions.Size || newExpiration != cacheOptions.Expiration {
+		cacheOptions.Size = newSize
+		cacheOptions.Expiration = newExpiration
+		m.cache.UpdateOptions(cacheOptions)
+
+		// 更新最后调整时间
+		m.stats.LastAdjusted = time.Now()
+	}
+}