(一)什么是缓存

缓存是指临时数据或者文件交换区。比方说CPU上的L1或是L2缓存，内存上被划分出来的缓冲区。我们知道CPU的速度是最快的，其次是内存，最后是硬盘，各个部件之间运算速度有很大的差距，但是各个部件之间又需要交互，由于部件之间运算速度差距大，若是CPU频繁的去访问内存，或者内存频繁的访问硬盘，势必很消耗性能并且效率也很低。若是他们能访问跟自己运算速度差不多的区域，如有必要再由该区域去访问比自己速度更慢的区域(如内存或是硬盘)，则能带来更高的性能提升。

(二)为什么Web应用程序需要缓存

这主要是为了减轻Web服务器压力，在客户端提供了缓存机制，当用户访问的网页内容无变化的请求时就会调用缓存中的内容，这样一来减轻了服务器压力，避免无必要的重复操作，使用户网页浏览速度加快，用户体验更好。

(三)缓存依赖

被缓存的文件或者页面发生变化时，cache将会失效。

下面具体介绍各种缓存应用。

(四)WebConfig中配置Cache

在webconfig中caching节点下可以设置整个应用程序是否启用缓存，它优先于页面上的缓存配置，是对整个Web应用程序的整体设置。

1 <system.web>
2     <caching>
3       <outputCache enableOutputCache="false"/>
4     </caching>
5 </system.web>

 

(五)页面中的Cache

在页面的顶部设置如下代码：

<%@ OutputCache Duration="5" VaryByParam="none" %>

即可对整个页面进行缓存，下面对其中的参数做个简单的说明。

  • Duration，以秒为单位的缓存时间。

  • VaryByParam，缓存的内容根据请求参数的不同，缓存多个版本，若有多个参数用分号(;)分割。

  • VarByControl，根据用户控件中服务器控件ID缓存多个版本。

  • VaryByHeader，根据请求的HTTP头，缓存不同的版本。

下面来看两个例子。

例5.1

页面前台代码：

前台代码

后台不书写任何的代码，我们可以看到该页面被缓存了5秒。

例5.2

页面前台代码：

 1 <%@ Page Language="C#" AutoEventWireup="true" CodeFile="CacheProfiles.aspx.cs" Inherits="CacheProfiles" %>
 2 <%@ OutputCache CacheProfile="CacheProfiles" VaryByParam="none"%>
 3 <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
 4 <html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
 5 <head runat="server">
 6     <title></title>
 7 </head>
 8 <body>
 9     <form id="form1" runat="server">
10     <div>
11     <%= DateTime.Now.ToString() %>
12     </div>
13     </form>
14 </body>
15 </html>

在WebConfig文件中配置CacheProfiles，如下：

配置代码

后台不书写任何代码，我们看到这次页面被缓存了10秒，采用这种方式可以单独对某个页面进行缓存的配置，也可以对一些页面进行统一配置，如果要修改只需修改配置文件即可。

 

(六)页面局部Cache

页面局部缓存分为两种，一种是对页面较少的部分进行缓存，我们可以用用户控件来实现；另一种是对页面的大部分缓存，只有少部分需要动态改变，我们可以用缓存后替换。下面分别介绍这两种方式。

6.1用户控件缓存

我们先来创建一个简单的用户控件ascx文件，前台代码如下：

1 <%@ Control Language="C#" AutoEventWireup="true" CodeFile="WebUserControl.ascx.cs" Inherits="WebUserControl" %>
2 <%@ OutputCache Duration="10" VaryByParam="none" %>
3 <span>
4 用户控件时间：<%=DateTime.Now.ToString() %>
5 </span>

没有后台代码，其中设置了过期时间为10秒。我们再来创建一个页面，前台代码如下：

 1 <%@ Page Language="C#" AutoEventWireup="true" CodeFile="PartCache.aspx.cs" Inherits="PartCache" %>
 2 <%@ Register Src="~/WebUserControl.ascx" tagname="UserControl"  TagPrefix="MyControl" %>
 3 <%@ OutputCache Duration="20" VaryByParam="none" %>
 4 <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
 5 <html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
 6 <head runat="server">
 7     <title></title>
 8 </head>
 9 <body>
10     <form id="form1" runat="server">
11     <p>本页面时间：<%=DateTime.Now.ToString() %></p>
12     <div>
13         <MyControl:UserControl ID="c" runat="server" />
14     </div>
15     </form>
16 </body>
17 </html>

没有后台代码，页面中缓存过期时间设置为20秒，把用户控件拖拽到该页面中。这里面有个规则，如果页面的缓存时间大于控件的缓存时间，则按照页面的缓存时间为主，与用户控件的缓存时间无关；如果页面的缓存时间小于用户控件的缓存时间，则各走个的缓存时间。

6.2缓存后替换

有两个控件支持该功能一个是Substitution控件，另一个是AdRotator控件，这里只介绍前者。前台代码如下：

前台代码

代码中设置了页面的缓存时间为10秒。后台代码：

后台代码

通过刷新页面我们可以看到Substitution控件中的时间一直在变化，不受页面的缓存控制。

 

(七)基于文件的Cache

下面的两个例子都是把文件缓存了起来，第一个是缓存单个文件，后面一个是缓存多个文件，它们分别使用了不同的方式达到了同一个效果，当被缓存的文件变化或者缓存到期时，Cache将会失效。

例7.1

首先，在网站的根目录下创建一个TextFile.txt的文本文件，随意在文件中添加些内容。然后创建页面，添加前台代码：

 1 <%@ Page Language="C#" AutoEventWireup="true"  CodeFile="CacheFile.aspx.cs" Inherits="_Default" %>
 2 <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
 3 <html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
 4 <head runat="server">
 5     <title></title>
 6 </head>
 7 <body>
 8     <form id="form1" runat="server">
 9     <div>
10         <asp:Label ID="Label1" runat="server" Text="Label"></asp:Label>
11     </div>
12     </form>
13 </body>
14 </html>

添加后台代码：

 1 using System.Web.Caching;
 2 protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
 3 {
 4         string info = HttpRuntime.Cache["Info"] as string;
 5         if (info == null)
 6         {
 7             //得到网站目录下的文本文件路径
 8             string path = Server.MapPath("~/TextFile.txt");
 9             info = System.IO.File.ReadAllText(path) + DateTime.Now.ToString();
10             //把文本文件的内容加上时间加到缓存中
11             HttpRuntime.Cache.Add("Info", info, new System.Web.Caching.CacheDependency(path),
12                 System.Web.Caching.Cache.NoAbsoluteExpiration,
13                 new TimeSpan(0, 0, 5), //过期策略设置为5秒
14                 System.Web.Caching.CacheItemPriority.Normal,
15                 null);//缓存失效时的回调函数
16             /*这里也可以使用Insert方法， 如果使用 Insert 方法向缓存添加项，并且已经存在与现有项同名的项，则缓存中的现有项将被替换。
17             而Add 方法将返回添加到缓存中的对象。另外，如果使用 Add 方法，并且缓存中已经存在与现有项同名的项，则该方法不会替换该项，并且不会引发异常。
18             HttpRuntime.Cache.Insert("Info",info,new System.Web.Caching.CacheDependency(path),
19                 System.Web.Caching.Cache.NoAbsoluteExpiration,
20                 new TimeSpan(0,0,5),
21                 System.Web.Caching.CacheItemPriority.Normal,
22                 Callback);
23 */
24         }
25         //把信息输出到label标签中
26         Label1.Text = info;
27 }
28 
29 private static void Callback(string key, object value, System.Web.Caching.CacheItemRemovedReason reason)
30 {
31     //缓存过期时的通知函数，缓存失效时添加相关操作
32 }

例7.2

我们再在网站的根目录下创建一个XMLFile.xml的xml文件，随意在文件中添加些内容。然后创建页面，前台代码：

前台代码

后台代码：

后台代码

这个例子关联了两个文件，其中任何一个改变都会引起缓存的失效。

以上这两个例子都实现了文件的缓存，但是有一个显著的不同。对于第一个例子，在缓存到期之前如果刷新了页面则缓存时间累加，也就是说页面不会更改，必须在缓存时间内没有刷新页面，过了缓存时间，缓存才会失效。对于第二个例子，不管在缓存时间内如何刷新页面，只要缓存到期，那么页面就会失效。

 

(八)基于sql的Cache

基于sql的缓存分为两种，一种叫做轮询，一种叫做数据库通知。

  • 轮询：数据库不能通知的时候，应用程序可以主动定期访问数据库，检查数据库是否发生变化。
  • 数据库通知：数据库中的数据发生变化时，主动通知应用程序(该功能只支持sql2005以及以上版本)。这里只介绍前一种。

首先我们新建一个数据库名为Student，并且创建一张STName的表，该表中有两个字段ID和Name，ID为自增行。

然后，在WebConfig中配置相关设置。

先配置缓存相关设置，其中pollTime为轮询间隔单位为毫秒，即多长时间访问一次数据库。

1 <system.web>
2     <caching>
3       <sqlCacheDependency enabled="true"  pollTime="5000">
4         <databases>
5           <add connectionStringName="StudentConnectionString" name="Student"/>
6         </databases>
7       </sqlCacheDependency>
8     </caching>
9 </system.web>

再添加连接字符串。

1 <connectionStrings>
2     <add name="StudentConnectionString" connectionString="Data Source=.;Initial Catalog=Student;integrated security=true;" providerName="System.Data.SqlClient"/>
3 </connectionStrings>

前台代码：

 1 <%@ Page Language="C#" AutoEventWireup="true" CodeFile="SqlCache.aspx.cs" Inherits="SqlCache" %>
 2 <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
 3 <html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
 4 <head runat="server">
 5     <title></title>
 6 </head>
 7 <body>
 8     <form id="form1" runat="server">
 9     <div>
10         <asp:GridView ID="GridView1" runat="server">
11         </asp:GridView>
12         <asp:Label ID="Label1" runat="server" Text="Label"></asp:Label>
13     </div>
14     <asp:Button ID="Button1" runat="server" onclick="Button1_Click" Text="Button" />
15     </form>
16 </body>
17 </html>

后台代码：

 1 using System.Data;
 2 using System.Data.SqlClient;
 3 using System.Configuration;
 4 using System.Web.Caching;
 5 
 6 protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
 7 {
 8         //判断缓存中是否存在STName
 9         if (HttpRuntime.Cache["STName"] == null)
10         {
11             this.GridView1.DataSource = BindData();
12             this.GridView1.DataBind();
13 
14             //启用更改通知
15             SqlCacheDependencyAdmin.EnableNotifications(ConfigurationManager.ConnectionStrings["StudentConnectionString"].ConnectionString);
16             //连接到 SQL Server 数据库并为 SqlCacheDependency 更改通知准备数据库表
17             SqlCacheDependencyAdmin.EnableTableForNotifications(ConfigurationManager.ConnectionStrings["StudentConnectionString"].ConnectionString, "STName");
18             //声明SqlCacheDependency其中构造函数中的这两个参数(Student必需与WebConfig配置的sqlCacheDependency的一致，STName则是缓存的key)
19             System.Web.Caching.SqlCacheDependency dep = new System.Web.Caching.SqlCacheDependency("Student", "STName");
20             //向缓存集合中插入数据
21             HttpRuntime.Cache.Insert("STName", DateTime.Now.ToString(),
22                  dep,
23                  System.Web.Caching.Cache.NoAbsoluteExpiration,
24                  System.Web.Caching.Cache.NoSlidingExpiration,
25                  System.Web.Caching.CacheItemPriority.Default,
26                  null);
27             //显示缓存STName中的数据
28             string str = HttpRuntime.Cache["STName"] as string;
29             if (str != null)
30             {
31                 this.Label1.Text = str;
32             }
33         }
34         else//存在则把缓存数据显示到页面
35         {
36             this.GridView1.DataSource = BindData();
37             this.GridView1.DataBind();
38             string str = HttpRuntime.Cache["STName"] as string;
39             if (str != null)
40             {
41                 this.Label1.Text = str;
42             }
43         }
44 }
45 
46 protected void Button1_Click(object sender, EventArgs e)
47 {
48         //更新数据库表中的数据
49        UpdateData();
50         string str = HttpRuntime.Cache["STName"] as string;
51         if (str != null)
52         {
53             this.Label1.Text = str;
54         }
55         this.GridView1.DataSource = BindData();
56         this.GridView1.DataBind();
57 }
58 
59 
60 private SqlConnection returnConnection()
61 {
62         string connstring = System.Configuration.ConfigurationManager.ConnectionStrings["StudentConnectionString"].ConnectionString;
63         SqlConnection conn = new SqlConnection(connstring);
64         return conn;
65 }
66 
67 private DataSet BindData()
68 {
69         /* 读出表中的数据*/
70         SqlCommand cmd = new SqlCommand("SELECT * FROM STName", returnConnection());
71         SqlDataAdapter sda = new SqlDataAdapter(cmd);
72         DataSet ds = new DataSet();
73         sda.Fill(ds);
74         return ds;
75 }
76 
77 private void UpdateData()
78 {
79         //更新数据
80        SqlConnection con = returnConnection();
81         SqlCommand cmd = new SqlCommand("Update STName set Name='cc'", con);
82         con.Open();
83         cmd.ExecuteNonQuery();
84         con.Close();
85 }

运行后界面：

点击按钮时，更新了Name字段中的值，一个轮询周期内，可以看到时间变了一次。

对于这个例子还有些话要说。当程序执行完上面代码中的SqlCacheDependencyAdmin.EnableTableForNotifications(ConfigurationManager.ConnectionStrings["StudentConnectionString"].ConnectionString, "STName");之后，我们就在数据库中新创建了一张表，如下图：

该表包括了设置表的要监控的字段，还有表是否发生变化的标识，就相当于一个触发器。

另外，代码中对于HttpRuntime.Cache["STName"]的处理，这里没有直接使用像HttpRuntime.Cache["STName"].ToString()代码，对于缓存来说，有可能有外界的原因导致它失效，如果说失效了那HttpRuntime.Cache["STName"]就为空，再访问它的ToString方法就会引发异常。

除了可以对单表进行缓存，也可以对多张表进行缓存，这就会用到AggregateCacheDependency对象，实现方法并不复杂，这里就不再说明。

(九)清除页面缓存

附带一个清除页面缓存的代码，如下：

1 protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
2 {
3         Response.Buffer = true;
4         Response.ExpiresAbsolute = DateTime.Now.AddSeconds(-1);
5         Response.Expires = 0;
6         Response.CacheControl = "no-cache";
7         Response.AddHeader("Pragma", "No-Cache");
8 }

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