微信小程序文件缓存处理的完善方案

以下是微信小程序文件缓存处理的 完善方案，涵盖存储管理、缓存策略、清理机制和异常处理，确保高效、可靠的文件缓存系统：

一、文件缓存架构设计

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1. **存储分层**：
   - **内存缓存**：存储高频访问的小文件（Base64格式）或元数据
   - **本地文件缓存**：通过 `wx.saveFile` 持久化重要文件
   - **临时文件**：通过 `wx.downloadFile` 下载，使用时转存为持久文件

2. **元数据管理**：
   - 使用 `Storage` 存储文件索引信息：
     ```javascript
     // 元数据结构示例
     {
       "fileKey1": {
         path: "wxfile://...",  // 本地路径
         size: 1024,            // 文件大小（字节）
         lastAccessed: 1630000000, // 最后访问时间戳
         expires: 1630086400    // 过期时间（可选）
       }
     }
     ```

二、核心功能实现

1. 文件下载与缓存

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// 封装智能下载器
async function cachedDownload(fileKey, url) {
  const metaMap = wx.getStorageSync('fileMeta') || {};
  const cachedFile = metaMap[fileKey];

  // 检查缓存有效性
  if (cachedFile && await checkFileValid(cachedFile)) {
    updateAccessTime(fileKey); // 更新最后访问时间
    return cachedFile.path;
  }

  // 下载并保存新文件
  try {
    const { tempFilePath } = await wx.downloadFile({ url });
    const { savedFilePath } = await wx.saveFile({ tempFilePath });
    
    // 更新元数据
    metaMap[fileKey] = {
      path: savedFilePath,
      size: await getFileSize(savedFilePath),
      lastAccessed: Date.now(),
      expires: Date.now() + 7 * 86400_000 // 默认7天过期
    };
    wx.setStorageSync('fileMeta', metaMap);

    // 触发缓存清理（如果必要）
    checkStorageQuota();
    return savedFilePath;
  } catch (err) {
    console.error('下载失败:', err);
    throw err;
  }
}

// 检查文件是否存在且未过期
async function checkFileValid(fileMeta) {
  try {
    await wx.getFileInfo({ filePath: fileMeta.path });
    return fileMeta.expires > Date.now();
  } catch {
    return false;
  }
}

三、缓存淘汰策略

1. LRU（最近最少使用）机制

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function checkStorageQuota() {
  const MAX_SIZE = 9 * 1024 * 1024; // 保留1MB缓冲
  let totalSize = 0;
  const metaMap = wx.getStorageSync('fileMeta') || {};

  // 计算当前总大小
  Object.values(metaMap).forEach(file => totalSize += file.size);

  if (totalSize < MAX_SIZE) return;

  // 按最后访问时间排序并删除最旧文件
  const files = Object.entries(metaMap).sort((a, b) => a[1].lastAccessed - b[1].lastAccessed);
  while (totalSize >= MAX_SIZE && files.length) {
    const [key, file] = files.shift();
    wx.removeSavedFile({ filePath: file.path });
    delete metaMap[key];
    totalSize -= file.size;
  }
  wx.setStorageSync('fileMeta', metaMap);
}

2. 过期自动清理

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// 定时任务（可在小程序启动时执行）
function cleanExpiredFiles() {
  const now = Date.now();
  const metaMap = wx.getStorageSync('fileMeta') || {};
  Object.keys(metaMap).forEach(key => {
    if (metaMap[key].expires <= now) {
      wx.removeSavedFile({ filePath: metaMap[key].path });
      delete metaMap[key];
    }
  });
  wx.setStorageSync('fileMeta', metaMap);
}

四、高级功能扩展

1. 大文件分块存储

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// 分块下载与合并（伪代码）
async function downloadLargeFile(url, chunkSize = 512_000) { // 512KB/块
  const totalSize = await getRemoteFileSize(url);
  let chunks = [];
  
  for (let offset = 0; offset < totalSize; offset += chunkSize) {
    const chunk = await downloadChunk(url, offset, chunkSize);
    chunks.push(chunk);
    wx.setStorageSync(`chunk_${offset}`, chunk); // 临时存储分块
  }
  
  // 合并分块并保存
  const fullPath = await mergeChunks(chunks);
  return fullPath;
}

2. 缓存预热策略

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// 在空闲时段预加载预期文件
wx.onBackground(() => {
  preloadFiles(['home_banner.jpg', 'intro_video.mp4']);
});

async function preloadFiles(fileKeys) {
  fileKeys.forEach(async key => {
    if (!(await isFileCached(key))) {
      cachedDownload(key, getUrlByKey(key));
    }
  });
}

五、异常处理与监控

1. 错误分类处理

错误类型	处理方案
网络失败	自动重试（最多3次） + 提示用户检查网络
存储空间不足	触发LRU清理 + 提示用户手动清理
文件损坏	删除无效缓存 + 重新下载

2. 监控上报

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// 封装监控方法
function reportCacheEvent(event) {
  wx.request({
    url: 'https://api.your-analytics.com/log',
    data: {
      event: 'file_cache',
      ...event,
      timestamp: Date.now()
    }
  });
}

// 在关键节点添加监控
reportCacheEvent({ type: 'download_start', key: fileKey });

六、最佳实践建议

缓存策略选择：
- 用户头像、图标 → 永久缓存（除非更新）
- 动态内容（新闻图片） → 短期缓存（1天）
- 大型媒体文件 → 按需加载 + LRU淘汰

用户体验优化：

优先加载缓存文件，后台静默更新
提供 手动清理缓存 的界面入口

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// 设置页面提供清理按钮
Page({
  clearCache() {
    wx.showModal({
      title: '确认清理',
      content: '这将删除所有本地缓存文件',
      success: () => {
        cleanAllCache();
        wx.showToast({ title: '清理完成' });
      }
    });
  }
});

安全注意事项：
- 敏感文件存储前加密（如使用 CryptoJS）
- 验证下载文件的完整性（对比哈希值）

七、完整方案优势

智能缓存：自动平衡存储空间与访问效率
弹性扩展：支持大文件分块和云存储混合方案
健壮性：完善的错误处理和监控机制
合规性：遵循微信小程序存储规范，及时清理过期数据

通过此方案，可构建高性能、高可靠的文件缓存系统，适用于电商图集、新闻媒体、教育课件等多种场景。