[1차] 캐시

[1차] 캐시

지도개발팀에서 근무하는 제이지는 지도에서 도시 이름을 검색하면 해당 도시와 관련된 맛집 게시물들을 데이터베이스에서 읽어 보여주는 서비스를 개발하고 있다.
이 프로그램의 테스팅 업무를 담당하고 있는 어피치는 서비스를 오픈하기 전 각 로직에 대한 성능 측정을 수행하였는데, 제이지가 작성한 부분 중 데이터베이스에서 게시물을 가져오는 부분의 실행시간이 너무 오래 걸린다는 것을 알게 되었다.
어피치는 제이지에게 해당 로직을 개선하라고 닦달하기 시작하였고, 제이지는 DB 캐시를 적용하여 성능 개선을 시도하고 있지만 캐시 크기를 얼마로 해야 효율적인지 몰라 난감한 상황이다.
어피치에게 시달리는 제이지를 도와, DB 캐시를 적용할 때 캐시 크기에 따른 실행시간 측정 프로그램을 작성하시오.

입력 형식

캐시 크기(cacheSize)와 도시이름 배열(cities)을 입력받는다.
cacheSize는 정수이며, 범위는 0 ≦ cacheSize ≦ 30 이다.
cities는 도시 이름으로 이뤄진 문자열 배열로, 최대 도시 수는 100,000개이다.
각 도시 이름은 공백, 숫자, 특수문자 등이 없는 영문자로 구성되며, 대소문자 구분을 하지 않는다. 도시 이름은 최대 20자로 이루어져 있다.

출력 형식

입력된 도시이름 배열을 순서대로 처리할 때, "총 실행시간"을 출력한다.

조건

캐시 교체 알고리즘은 LRU(Least Recently Used)를 사용한다.
cache hit일 경우 실행시간은 1이다.
cache miss일 경우 실행시간은 5이다.

입출력 예

cacheSize	cities	실행시간
3	["Jeju", "Pangyo", "Seoul", "NewYork", "LA", "Jeju", "Pangyo", "Seoul", "NewYork", "LA"]	50
3	["Jeju", "Pangyo", "Seoul", "Jeju", "Pangyo", "Seoul", "Jeju", "Pangyo", "Seoul"]	21
2	["Jeju", "Pangyo", "Seoul", "NewYork", "LA", "SanFrancisco", "Seoul", "Rome", "Paris", "Jeju", "NewYork", "Rome"]	60

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풀이

from collections import deque
def solution(cacheSize, cities):
    answer = 0
    time = 0
    queue = deque(maxlen=cacheSize)
    cities = [i.lower() for i in cities] # 소문자 변환
    cities = deque(cities)
    # queue 에 없으면 앞에 추가하고, time += 5 (cache miss)
    # queue 에 있으면 원소를 앞쪽으로 옮기고, time += 1 (cache hit)
    for i in range(len(cities)):
        if cities[i] in queue:
            queue.remove(cities[i])
            time += 1
        elif cities[i] not in queue 
        and len(queue) < queue.maxlen: # 없고 아직 큐가 안찾다면 
            time += 5
        else: # queue에 없고 큐가 찼다면
            if len(queue) > 0:
                queue.pop()
            time += 5  # Cache Miss
        queue.appendleft(cities[i])
    return time

TIL

LRU

LRU(Least Recently Used)는 가장 오랫동안 참조되지 않은 페이지를 교체하는 방식
Doubly Linked List 를 사용하고 head 에 가까운 node 일수록 가장 최근에 참조된 페이지, tail 에 가까운 node 일수록 가장 오랫동안 참조되지 않는 페이지
LRU 의 개념에 따라 cache size 를 넘어서게 된다면 tail 에 가까운 페이지가 먼저 삭제

cache hit

CPU 가 참조하고자 하는 메모리가 캐시에 존재하고 있을 경우

cache miss

CPU 가 참조하고자 하는 메모리가 캐시에 존재하지 않을 경우

deque(maxlen=3)

deque에 들어갈 수 있는 원소의 개수를 제한하는 역할

from collections import deque

cacheSize = 3
queue = deque(maxlen=cacheSize)

queue.append(1)
queue.append(2)
queue.append(3)

print(queue)  # 출력: deque([1, 2, 3], maxlen=3)

queue.append(4)

print(queue)  # 출력: deque([2, 3, 4], maxlen=3)