6. 缓存 - 《APS.NET本质论》

CaChe是ASP.NET中唯一可以根据服务器使用情况，动态管理内存使用的状态管理方案。我们通过每个缓存数据的键值字符串来区分缓存的数据。

简单案例来说。将数据从数据库/文件取出放在服务器内存中，后来的用户获取数据，不用查询数据而直接从内存中获取，提高了访问速度，减轻服务器的压力。——经常查询，不经常改动。

题外话，分布式缓存：Memcache，Redis等。（现在的大数据项目需要用到这些）

 
 

1.1 缓存的原理

缓存需要注意以下几点

 
 

1. 缓存的空间是有限的。
2. 缓存的内容可能会失效，原因：

• 绝对过期。在特定的时间点后，缓存数据失效，例如天气预报。
• 活动过期。在一个时间间隔之内，如果数据没有使用，那么，数据将过期。
• 缓存依赖。

  缓存数据依赖于某个对象，例如文件系统中的文件或者文件夹，数据库中的数据等，当被依赖的对象发生变化，缓存的数据将成为脏数据。

• 优先级。当缓存空间不够的时候，其他条件相同的情况下，通过优先级判断哪些数据需要从缓存中跑起掉。

1. 通过移除通知，当缓存的数据被从缓存中移除的时候，可以通知应用程序。应用程序需要写一个符合特定委托的方法，以便接收通知。
2. 由于内存有限，所以不太可能将所有数据缓存到内存中，因此，Cache 必须对缓存的数据进行有效的调度，以达到内存使用效率的最大化。

 
 

1.2 .NET 中缓存管理实现

在.NET中缓存的定义命名空间是 System.Web.Cachine
中

 
 

1. Dependency 依赖：

• .NET 中支持两种依赖：CacheDependency 和 SqlDependency。从.NET 2.0 开始，CacheDependency 不再密封，而是可以继承。

  CacheDependency ：表示对文件或目录的依赖。

  SqlDependency ：表示对 SQL 数据库的依赖。
   

• 过期时间：过期时间分为绝对过期时间和滑动过期时间。（只能二选一）
  绝对过期时间为一个特定的时间点，类型是 DateTime，如果不使用绝对过期时间，那么，使用
  System.Web.Caching.Cache.
  • 绝对过期时间为一个特定的时间点，类型是 DateTime，如果不使用绝对过期时间，那么，使用 System.Web.Caching.Cache.NoAbsoluteExpiration 表示。
  • 滑动过期时间为一个时间间隔，类型为 TimeSpan，如果不使用滑动过期时间，使用 System.Web.Cachine.NoSlidingExpiration 表示。
     

1. 优先级 CacheItemPrority：

   由于我们需要缓存大量的数据，在内存有限的情况下，就必须对缓存的数据进行优先级分类，重要的数据可以更长时间保存在内存中。CacheItemPriority 是一个枚举类型，从高到低定义了如下优先级：

• NotRemoveable，最高优先级，不会因为内存调整被移除，除非过期或者缓存依赖被清除。
• High，服务器释放内存时，最不可能被移除
• AboveNormal，被移除的可能性比 Normal 小
• Normal，具有该级别的数据很可能被移除。
• Default，就是 Normal 级别
• BelowNormal，具有该优先级的数据比 Normal 级别更有可能移除。
• Low，此级别的数据最可能被移除。
   

1. 删除通知：

   .NET 提供了一个机制，当被缓存的数据从内存中移除的时候，可以提供一个通知机制，来回调用户定义的方法，方法必须符合
   CacheItemRemovedCallback 委托的定义。
    

   public delegate void CacheItemRemovedCallback {  

     string key,  

     Object value,  

     CacheItemRemovedReason reason  

   }  

   其中， CacheItemRemovedReason 未婚村被移除的原因。CacheItemRemovedReason 是一个枚举类型，
   定义了如下原因：

   DependencyChanged，由于依赖发生变化被移除。

   Expired，由于过期被移除。

   Removed，由于调用 Insert 插入一个同名的缓存项或者调用 Remove 失效被移除。

   Underused，系统移除。
    

2. 特别注意：

   回调的时机是不可预测的，不能假定回调发生时，回调方法的执行线程存在 HttpContext 的上下文，为了在没有请求上下文的时候取得对 Cache 对象的引用，可以通过 HttpRuntime 的 Cache 属性来使用应用程序的 Cache 。

• 不能在页面上使用实例方法来作为回调方法，当在页面上使用回调方法时，由于指向回调方法的引用会阻止垃圾回收机制，因此会造成内存很快消耗光。
• 一般通过在自定义类的静态方法实现回调方法，或使用页面对象的静态方法实现。

 
 

1.3.基于文件的缓存依赖

 

CacheDependency 表示依赖对于文件或者目录的依赖。

 

Public class CacheDependency : Idisposable

 
 

通过改变文件的更新日期来清除缓存。

 
 

public static string Message  

{  

get {

    HttpContext context = System.Web.HttpContext.Current;  

  
 

    string message = context.Cache["Message"] as string;  

  
 

    if (message == null)  

    {  

        string path = context.Server.MapPath("~/TextFile.txt");  

        message = System.IO.File.ReadAllText(path);  

  
 

        context.Cache.Add(  

            "Message",  

            message,  

            new CacheDependency(path),  

            Cache.NoAbsoluteExpiration,  

            new TimeSpan(1, 0, 0),  

            CacheItemPriority.Normal,  

            CallBack  

            );  

    }  

    return message;  

}  

}

  
 

/// <param name="reason">原因</param>  

private static void CallBack(string key, Object value, CacheItemRemovedReason reason)  

{  

    //但是需要注意的是，此时不一定有请求  

    //因此，不能使用 HttpContext  

  
 

    //如果需要使用 Cache  

    //可以通过 System.Web.HttpRuntime.Cache 来获取当前网站应用程序的 Cache  

}  

 
 

Cache.Insert 与 Cache.Add 区别 

 
 

1.4 基于 SQL 的缓存依赖

当数据库信息变化时，应用程序获取变化的通知是缓存依赖得以实现的基础。

• 数据库通知：

  当数据库中信息变化，主动通知应用程序。

• 轮询：

  数据库不能通知的时候，应用程序主动定期访问数据库，检查数据变化。

微软从 SQL Server 2005开始提供数据库通知。如果数据库不支持通知机制，那么只能通过轮询来实现。

但是轮询不可能再次查询一遍进行比较，我们通常通过触发器来实现。

 
 

轮询的方法：

sqlCacheDependency 的
enabled 属性为真，表示启动轮询，pollTime，毫秒为单位，意识是每隔2秒检测下数据库，检测表是否有发生变化。connectionStringName为数据库链接字符串。

 
 

<connectionStrings>       

    <add name="Am_WeixinWeb" connectionString="data source=192.168.1.200;initial catalog=Am_WeixinWeb;uid=sa;password=lh1234;"  />  

  </connectionStrings>  

 
 

<system.web>  

  <caching>  

    <sqlCacheDependency enabled="true" pollTime="2000">  

      <databases>  

        <add name="Test" connectionStringName="Am_WeixinWeb" />  

      </databases>  

    </sqlCacheDependency>  

  </caching>  

 
 

SqlCacheDependency 表示 SQL 缓存依赖对象，即支持通知机制也可以支持轮询机制。

创建 SqlCacheDependency 对象的方法如下：

 
 

SqlCacheDependency dep = new SqlCacheDependency("Test", "Am_recProScheme");  //Test对应配置项的缓存配置key ，后面是数据库表名  

 
 

如果使用 SQL 2005 以及后面的版本，可以使用通知机制。

 
 

Alter database 数据库名称 set enable_broker  

 
 

然后，定义一个有效的查询对象来获取数据库的查询通知。SqlCommand 必须满足如下要求：

表名必须包括所有者名称的完全限定名；

Select 中
显式指定列名，不能使用 * 来选择所有列。

 
 

SqlCommand command = new SqlCommand(connectionString,sql);  

 
 

最后，构造 SQL 缓存依赖对象，

 
 

SqlCacheDependency scd = new SqlCacheDependency (command);  

 
 

如果使用通知机制，不需要使用工具在数据库中做准备工作，也不需要在配置文件中设置轮询。

 
 

1.5 组合的缓存依赖

当依赖的内容为多个
Denpendency （可能是
CacheDependency 或者 SqlDependency）时，可以通过
AggregateCacheDependency 创建依赖的组合，在任何一个依赖项变化时，使缓存失效。

 
 

1.6 删除所有缓存项目

Cache 中没有内建清除全部项目的方法。所以必须遍历这个集合，去的其中的
Key 的集合，然后再遍历所有的
Key ，使用
Key 删除缓存项目。

 
 

1.7 Web 服务器端的页面缓存

 
 

1.8 页面局部缓存

页面部分缓存是将页面部分内容保存在内存中以便响应用户请求。两种：

1.用户控件缓存

在用户控件中的
OutputCache 指令支持选项：

• Duration
• VaryByParam
• VaryByControl
• VaryByCustom
• VaryByContentEncodings
• Shared
• SqlDenpendcy

 
 

2.缓存后替换

大部分内容需要缓存，某些片断内容是动态的。

例如新闻页面，新闻内容大部分时间不变，但是页面显示的当前时间、广告信息等需要随时变化。

缓存后替换：将整个页面输出缓存，将特定部分标记为不缓存。

三种方式：

• 声明的方式使用 Substitution 控件
• 编程的方式使用 Substitution 控件
• 使用 Adrotor 控件

 
 

* 1.9 自定义的输出缓存提供器

.NET 4.0 之前使用 System.Web.Caching.Cache，4.0 之后重新进行了设计，提供一个
OutputCacheProvider 供开发人员扩展。默认情况，还是使用 System.Web.Caching.Cache。

 
 

题外：2.1 Memcached 分布式内存对象缓存系统

自己搜索。

 
 

参考：

1. http://www.cnblogs.com/knowledgesea/p/3904929.html
   asp.net缓存
   - 张龙豪
2. 《ASP.NET 本质论》郝冠军