Asp.Net 之 缓存机制

　　asp.net缓存有三种：页面缓存，数据源缓存，数据缓存。

一、页面缓存

原理:页面缓存是最常用的缓存方式,原理是用户第一次访问的时候asp.net服务器把动态生成的页面存到内存里,之后一段时间再有用户来访问该页面就直接把内存里的数据给他,而不重新读数据库,动态生成页面了,这样就减轻了数据库的负担,加快了网站访问速度.

实现方法:在页面的头部加如下代码

[2]VaryByParam：表示缓存的条件是什么,none表示只缓存该页,但是会有这样的情况,news.aspx?id=1和news.aspx?id=2读取的是两天不用的新闻,但是用上面的方法缓存就只认一个页面,传递不同的参数返回的夜都是一样的结果,解决方法就是指定缓存的条件为id即VaryByParam="id",如果有多个参数,可以用分号隔开VaryByParam="id;num",如果不想指定参数,可以用VaryByParam="*",服务器会缓存所有不同参数的页面。

二、数据源缓存

原理:服务器会在用户第一个访问读取数据库的时候把数据源缓存起来,下次用户访问的时候就直接把缓存的时候给他,而不是再读一次数据库,和页面缓存的不同在于服务器只缓存数据源,而不是整个页面。

实现方法:给数据源(objectdatesource,sqldatesource,accessdatesource等)指定EnableCaching="True" 属性

[2]CacheDuration="30"：表示缓存30秒

三、数据缓存

原理:直接把数据存到服务器的CaChe里,意思就是内存里，其实asp.net的Cache对象是HttpRuntime对象下的一个属性值的实现。在非asp.net程序中，除非你保证HttpRuntime对象不被回收或是终止，就可以使用。

实现方法:

Asp.Net使用Cache
Cache 即高速缓存 ，我想很多人对他的第一印象一定像我一样，感觉他一定能提高系统得性能和运行速度。的确。Net推出cache的初衷确实是这样的。那么cache是如何提高系统性能与运行速度呢？是不是在任何情况下用cache都能提高性能？是不是cache用的越多就越好呢？我在近期开发的项目中有所体会，写下来当作总结也希望能跟大家一起探讨探讨，有错误的地方希望大家批评指正。
1. Cache 是如何工作的。

　　[1]Cache 是分配在服务器上的一个公共的内存片。

　　所谓公共指的cache只要一创建是任何一个客户端浏览器都可以通过后台代码访问到它，它面向的是所有用户，相对而言session也是服务器上的一段内存，但他面向的是单个用户。它是服务器的一段内存块，也就是说每个cache一经创建就占用了服务器资源的。所以从这点来说我们就可以说：并不是cache越多越好。

　　[2]cache 是有时间限制的，超过了服务器设定的过期时间，它就会被服务器回收。

　　[3]cache 可以存放任何对象

2. Cache 如何创建以及如何销毁。

　　[1]创建cache：在 .Net 环境下通过 Cache.Insert(string key,object o) 方法创建。其中 key 代表cache的ID, o 代表存到cache里的对象。

　　[2]销毁cache：通过方法 Cache.Remove(string key) 其中 key 代表cache的 ID.

　　[3]调用cache：Cache支持装箱/拆箱操作。如你可以把一个DataSet对象ds通过Cache.Insert(“dsCache”,ds)的方式存到Cache中，可以通过拆箱操作 DataSet ds = (DataSet)Cache[“dsCache”]来访问它。

3. 什么时候用cache.

　　Cache 一般用于数据较固定，用的较频繁的地方。例如可以把进销存系统中可以把产品信息存入cache,在用户调用产品信息时通过调用cache即可，这样从很大程度上减少了用户与数据库的交互，提高了系统的性能。反之，cache不适合用在数据变动快，使用范围很窄的地方。例如把一个具体采购单存入 cache中。

4. cache 调用注意事项。

　　Cache是有时间限制的。超过了服务器设置的过期时间，就会被服务器回收。当cache被回收后对应的内存块就会被清空，再次通过cache[“cachekey”]访问对象时返回的就是null值。所以使用前应添加 null 判断 If(Cache[“cacheds”] != null)。

DataSet ds = (DataSet)Cache[“cacheds”];

DataRow dr = ds.Table[0].Row[0];  //出错，ds为null值，不存在表0。

正确的写法应该是：

DataSet ds;
If(Cache["cacheds"] != null)
{
    ds = (DataSet)Cache["cacheds"];
}
Else
{
    ds= GetDsFromDataBase();
}
DataRow dr = ds.Table[0].Row[0];

五、Catch管理

　　IE下面的数据管理。每个人都会用不同的方法去解决如何在IE在管理数据。有的会提到用状态管理，有的提到的cache管理。但是状态管理和cache管理这两个在概念和意义上是不同的，下面就让我们来讨论下两都在各个方面的不同之处。

　　虽然cache管理并不存在于Windows程序，但在web环境中已经得到巨大的应用。自从HTTP变成无协议以来，在WEB上要想分辨两个不同请求变得非常难，如何分辨如此多的请求变得非常重要，如果是同一请求，我们就可以把数据缓存起来供web上所有用户访问，减少数据重复进行物理加载。

　　asp.net提供了几种方法来缓存数据在客户端和服务器端。asp.net提供了以下三种实现方式：

　　[1]Session; [2]Application; [3]Cache objects，必须非常清楚他们各自的优劣，才能发挥它们的优势。

　　在web程序中，为了避免因高并发产生的数据访问带来的性能问题，有必要把数据缓存于服务器端，使得后来的访问可以直接调用缓存数据，起到数据重用的作用。

　　缓存能够帮忙我们提到服务质量的三个重要方面：

　　[1]性能：缓存数据达到数据重用.避免了重复的物理数据加载。
　　[2]可量测性：数据缓存后，减少了从服务器端加载数据。
　　[3]实用性：如果其它的系统或者是数据库发生死机，那么仍然可以从缓存中取得数据不受局部硬件的影响。

　　在一个web 程序中，我们可以数据缓存，页面缓存等等，让我们来看下数据缓存在服务器端和客户端的不同之处。

（一）. 服务器端缓存:

　　1.Session状态管理:

　　session为每个人缓存数据.也就是说这样缓存的数据并不能同时供多人共享，限于为单个人缓存数据。
　　状态管理有三种实现方式，分别是：
　　[1]InProc：它的数据存储在aspnet_wp.exe 进程中，数据会因为IIS的重启而丢失。
　　[2]StateServer： 较InProc不同的是，它可以存储于不同的服务器中。
　　[3]SQLServer：它的数据存储在数据库中，数据不会因为IIS的重启而丢失数据。

　　后两种方法与InProc最大的区别在于，我们要确保缓存的数据是可序列化的，否则只能用于第一种方式.为此我们要仔细分析从而选出最适合自己的方式.

　　下面是如何作用Session的代码片段：

string empNum = Request.QueryString["empnum"];
if (empNum != null)
{
    string details = null;
    if (Session["EMP_DETAILS"] == null)
    {
        //Get Employee Details for employee number passed
        string details = GetEmployeeDetails(Convert.ToInt32(empNum));
        Session["EMP_DETAILS"] = details;
    }
    else
    {
        details = Session["EMP_DETAILS"];
    }

    //send it to the browser
    Response.Write(details);
}

　　2、ASP.NET application 
　　asp.net为我们提供了另外一种全局变量保存方法，Application对象，它也是面向所有用户，它的生命周期和应用程序一样，当应用程序初始化后它就开始重建。但它最大的缺点是没有相关数据过期的方法，此时就要用到cache管理。

　　3、ASP.NET cache
　　cache提供了 键-值 对应的方法，cache对应的命名空间是：System.Web.Caching 它的生命周期也依赖于应用程序，但它并不像session,这也是面向所有用户的。虽然cache看起来特别像application,但它最大的不同是提供了数据缓存失效控制方法以及数据缓存依赖管理。也就是说，在cache中我们可以非常容易的按照事先设定好的过期时间来让cache过期，删除cache，我们也可以根据缓存依赖关系来操作cache,当依赖的关系有改动时，此时cache也会自动失效。而这都是applicaion没法办到的。

　　Cache类的方法主要提供对缓存数据的编辑操作，如增、删、改等。

　　Add 　　将数据添加到Cache对象
　　Insert 　　向Cache中插入数据项，可用于修改已经存在的数据缓存项
　　Remove 　　移除Cache对象中的缓存数据项
　　Get 从Cache　　对象中获取指定的数据项，注意返回的是Object类型，需要进行类型转换
　　GetType 　　从Cache对象中获取数据项的类型，判断数据类型后，方便进行转换

　　最需要注意的是Add方法，其使用语法如下：

public Object Add (
    string key,
    Object value,
    CacheDependency dependencies,
    DateTime absoluteExpiration,
    TimeSpan slidingExpiration,
    CacheItemPriority priority,
    CacheItemRemovedCallback onRemoveCallback
)

　　在使用Add方法时，以上7个参数是必需的，其代表意义如下：
　　key　　代表缓存数据项的键值，必须是唯一的。
　　value　　代表缓存数据的内容，可以是任意类型。
　　dependencies　　表示缓存的依赖项，也就是此项的更改意味着缓存内容已经过期。如果没有依赖项，可将此值设置为NULL。
　　absoluteExpiration　　是日期型数据，表示缓存过期的时间，.NET 2.0提供的缓存在过期后是可以使用的，能使用多长时间，就看这个参数的设置。
　　slidingExpiration　　的类型表示一段时间间隔，表示缓存参数将在多长时间以后被删除，此参数与absoluteExpiration参数相关联。
　　priority　　表示撤销缓存的优先值，此参数的值取自枚举变量“CacheItemPriority”，优先级低的数据项将先被删除。此参数主要用在缓存退出对象时。
　　onRemoveCallback　　表示缓存删除数据对象时调用的事件，一般用做通知程序。

　　现在看下asp.net中是如何支持cache的过期以及数据缓存依赖的。

　　[1]缓存依赖：顾名思义它是指当事先设定的依赖关系发生变化时，cache 将会失效。

　　在asp.net中提供了两种依赖关系：
　　1）文件缓存依赖：当磁盘上的一个文件发生变化时自动让cache失效。
　　下面是实例代码：

object errorData;
//Load errorData from errors.xml
CacheDependency fileDependency = new CacheDependency(Server.MapPath("errors.xml"));
Cache.Insert("ERROR_INFO", errorData, fileDependency);

　　2）键值缓存依赖：看起来和文件缓存非常像，不同之外就是这种依赖方式不同而已，当有多个cache信息之间互相关联时，一个cache信息的变化将会引起其它cache的失效。例如一个用户信息包含：编号，姓名，地址等，如果用户编号发生变化则cache失效，这种情况下，用户的基本信息就依赖于用户编号
　　下面是示例代码：

 string[] relatedKeys = new string[];
 relatedKeys[] = "EMP_NUM";
 CacheDependency keyDependency = new CacheDependency(null, relatedKeys);
 Cache["EMP_NUM"] = ;
 Cache.Insert("EMP_NAME", "Shubhabrata", keyDependency);
 Cache.Insert("EMP_ADDR", "Bhubaneswar", keyDependency);

 Cache.Insert("EMP_SAL", "5555USD", keyDependency);

　　[2]过期策略：从创建cache开始，一段时间后自动过期。
　　示例代码：

//Absolute Expiration
Cache.Insert("EMP_NAME", "Shubhabrata", null,
DateTime.Now.AddDays(), Cache.NoSlidingExpiration);

//Sliding Expiration
Cache.Insert("EMP_NAME", "Shubhabrata", null, Cache.NoAbsoluteExpiration, TimeSpan.FromSeconds());

　　4、ASP.NET 页面输出缓存
　　有的时候在web站点中，有些页面在很长一段时间内都不会发生变化，例如一个招聘网站，它对于工资的描述文字一般不会经常更改，一般都是一个月更改一次，所以在这一个月内，用户看到的内容都是一样的，所有如果把数据缓存在服务器端并不是完美的解决方案。这里可以用页面输出缓存
　　下面是示例代码：

< %@OutputCache Duration="60" VaryByParam="empNum" Location="Server"%>

（二）客户端缓存：

　　在上面的文章中，我讨论了些数据缓存在服务器端的方法，然而有的时候我们为了提高性能我们要把有些数据缓存到客户端。利用这种机制来达到缓解服务器压力，不过在客户端缓存数据会有各种不同的安全性问题，下面我说简要的说下相关内容：

1、Cookies：cookies在WEB程序开发中应用的非常广泛，它可以非常方便的在客户端与服务器端相互访问，不过它有数据大小限制，最大为4K，所有用它经常是保存小数据。同时cookie对于失效的控制也支持的相当完美。

下面是示例代码：

 if (this.Request.Cookies["key"] == null)
 {
     this.Response.Cookies.Add(new HttpCookie("key", "value"));
 }
 else
 {
     this.Response.Write(this.Request.Cookies["key"].Value);
 }

2、ViewState：ViewState是一个全新的概念，它一般用于页面或者是控件中保留数据以供和服务端交通。在ASP中的，我们存储数据是用隐藏控件来完成（Hidden fields），ViewState也是这样用的，只不过它比隐藏控件更加安全性，所有的值都是经过hash处理的。如果你查看页面源代码，你都会看到ViewState的存在，一般ViewState不用来保存大的数据。
下面是示例代码：

protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
 {
     if (this.ViewState["key"] == null)
     {
         this.ViewState["key"] = "value";
     } 

     //txtName is a TextBox control
     this.txtName.Text = this.ViewState["key"].ToString();
}

3、隐藏控件 Hidden fields
下面是示例代码：

< !--In ASP.NET-->
< asp:HiddenField ID="hid" Value="data" runat="server" />
< !--In HTML-->
<input id="hid" type="hidden" value="data" />