ASP.NET 中的缓存
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缓存作者：Prakash Singh Mehra简介：这是一种将常用数据存储到服务器内存中的方法，可以非常快速地检索到。
缓存
作者：Prakash Singh Mehra
简介：这是一种将经常使用的数据存储到服务器内存中，以便能够非常快速地检索的方法。因此，它提供了可伸缩性和性能。例如，如果用户需要频繁地从数据库中获取相同的数据，那么结果数据可以存储在服务器内存中，并在以后以更少的时间（更好的性能）检索。同时，应用程序可以处理相同时间内的更多页面请求（可伸缩性）。
缺点：假设服务器内存已满，则剩余数据将存储在磁盘上，这会降低整个系统的性能。这就是为什么自限制缓存技术是最好的；一旦服务器内存已满，数据就会被选择性地从服务器内存中移除，以确保应用程序性能不会下降。
缓存类型：基本上，缓存有两种类型
- 输出缓存-渲染的 HTML 页面在发送到客户端之前存储在缓存中。现在，如果其他客户端请求相同的页面，则已渲染的 HTML 页面将从服务器内存中检索并发送到客户端，从而节省了渲染和处理整个页面所需的时间。
- 数据缓存-耗时且经常请求的重要信息片段存储在缓存中。例如，从数据库检索的数据集。它与应用程序状态非常相似，但对服务器更友好，因为一旦缓存已满，数据就会被移除。
上面两种类型还构建了另外两种模型：
- 片段缓存-不缓存整个页面，而是缓存渲染的 HTML 页面的某个部分。例如：页面中使用的用户控件被缓存，因此每次渲染页面时都不需要加载它。
- 数据源缓存-这是内置在数据源控件（例如 XmlDataSource、SqlDataSource 等）中的缓存。它与数据缓存非常相似，但在这里缓存不是显式处理的，而是由数据源控件根据数据控件上进行的设置进行管理。
输出缓存：渲染的 HTML 页面在发送到客户端之前存储在缓存中。现在，如果其他客户端请求相同的页面，则已渲染的 HTML 页面将从服务器内存中检索并发送到客户端。这节省了渲染和处理整个页面所需的时间。因此，节省了创建控件、再次启动/运行页面周期以及执行代码所需的时间。
声明：要使用输出缓存，请在页面中声明以下行
<@ OutputCache Duration="20" VaryByParam="None">这意味着该页面将缓存 20 秒。如果任何客户端在此时间内请求同一页面，则会发送渲染后的页面。20 秒后，已渲染页面的更新/最新版本将替换早期版本。
注意：应用程序重新编译时，页面会自动移除。
输出缓存和查询字符串：输出缓存还支持查询字符串值来缓存特定页面。基于查询字符串参数值，不同的页面会被缓存。例如，在下面的声明中
<@ OutputCache Duration="20" VaryByParam="ProductID">
基于不同的 ProductId 值缓存页面的不同版本。稍后，当使用特定查询字符串值（ProductId 值）请求页面时，将检索匹配的页面。
也可以指定多个查询字符串参数。在这些情况下，两个参数的组合值将作为页面缓存的键。还有一个特殊情况，即参数为“*”。在这种情况下，页面将为查询字符串参数的所有单独组合进行缓存。
<@ OutputCache Duration="20" VaryByParam="*">
自定义缓存控件：它为用户提供了根据自己构建的自定义字符串缓存页面的灵活性。让我们看下面的例子
<@ OutputCache Duration="20" VaryByParam="None" VaryByCustom="Browser">
用户定义了一个自定义字符串，将用于生成自定义缓存字符串。在这种情况下，用户希望根据浏览器版本缓存页面。这需要在 global.asax 页面下实现以下方法（或应具有以下结构）
Public override function GetVaryByCustomString(byval context as HttpContext, byval arg as string) as string
// Check for the requested type of caching.
If (arg == "browser") then
// Determine the current browser.
dim browserName as string = _
Context.Request.Browser.Browser + Context.Request.Browser.MajorVersion.ToString()
// Indicate that this string should be used to vary caching.
return browserName
Else if (arg=="SomeCustomString") then
//Define the custom cache value for the custom string
....................................................
Else MyBase.GetVaryByCustomString(context, arg)
End If
End Function
使用 HttpCachePolicy 类进行缓存：它包含以编程方式执行缓存的方法。Response.Cache 属性提供
HttpCachePolicy类的实例。让我们看下面的例子Public sub CacheCurrentPage() // Cache this page on the server. Response.Cache.SetCacheability(HttpCacheability.Public) // Use the cached copy of this page for the next 60 seconds. Response.Cache.SetExpires(DateTime.Now.AddSeconds(60)) // Ensures that the browser can't invalidate the page on click of Refresh button Response.Cache.SetValidUntilExpires(true) End Sub
但是，通过代码嵌入缓存很麻烦。
片段缓存：有时需要缓存页面的某个部分。在这种情况下，该部分将被包装到用户控件中。然后将 OutputCache 指令包含在用户控件文件中。这样，只有用户控件部分将被缓存。
缓存配置文件：ASP.NET 2.0 引入了一个新选项，如果您需要将相同的缓存设置应用于一组页面，则该选项非常适合。此功能称为缓存配置文件，它允许您在 web.config 文件中定义缓存设置。使用 `
<configuration>
<system.web>
<caching>
<outputCacheSettings>
<outputCacheProfiles>
<add name="ProductItemCacheProfile" duration="60" />
</outputCacheProfiles>
</outputCacheSettings>
</caching>
...
</system.web>
</configuration>
现在，您可以通过 CacheProfile 属性在页面中使用此配置文件
<%@ OutputCache CacheProfile="ProductItemCacheProfile" VaryByParam="None" %>
缓存配置：您还可以通过 web.config 文件配置 ASP.NET 缓存行为的各种详细信息。要配置这些设置，您可以使用上面描述的 `
<configuration>
<system.web>
<caching>
<cache disableMemoryCollection="true|false"
disableExpiration="true|false"
percentagePhysicalMemoryUsedLimit="number"
privateBytesLimit="number"
privateBytesPollTime="HH:MM:SS"/>
...
</caching>
</system.web>
...
</configuration>
- DisableMemoryCollection：阻止 ASP.NET 在内存不足时收集项
-
DisableExpiration：移除过期项。
-
PercentagePhysicalMemoryUsedLimit：设置 ASP.NET 将用于缓存的虚拟内存的最大百分比。
- PrivateBytesLimit：确定特定应用程序可以为其缓存使用的最大字节数，然后 ASP.NET 开始积极清理（从缓存中移除旧数据）。
- PrivateBytesPollTime：ASP.NET 检查使用的私有字节的频率。默认值为 1 秒。
数据缓存：数据缓存的基本原理是，您将创建成本高昂的项添加到特殊的内置集合对象（称为 Cache）中。此对象的工作方式与 Application 对象非常相似。但是，存在一些关键区别
- Cache 对象是线程安全的：这意味着您无需在添加或移除项之前显式锁定或解锁 Cache 集合。但是，Cache 集合中的对象本身仍然需要是线程安全的。
- 缓存中的项会自动移除：如果项过期，如果其依赖的某个对象或文件发生更改，或者服务器内存不足，ASP.NET 会移除该项。这意味着您可以随意使用缓存，而无需担心浪费宝贵的服务器内存。
- 缓存中的项支持依赖关系：您可以将缓存对象链接到文件、数据库表或其他类型的资源。如果此资源发生更改，您的缓存对象将被自动视为无效并释放。
但是，与应用程序状态一样，缓存的对象存储在进程中，这意味着如果应用程序域重新启动，它将不会持久化，并且无法在 Web 场中的计算机之间共享。
向缓存添加项：与 Application 和 Session 集合一样，您可以通过为新键名赋值来将项添加到 Cache 集合
Cache("Key") = “Value”
但更好的方法是使用 Insert() 方法。它有四个版本
-
- Cache.Insert(key, value)：在指定键名下将项插入缓存，使用默认优先级和过期时间。
- Cache.Insert(key, value, dependencies)：还包含一个包含 CacheDependency 对象的最后一个参数，该对象链接到其他文件或缓存项，并允许在这些项发生更改时使缓存项失效。
- Cache.Insert(key, value, dependencies, absoluteExpiration, slidingExpiration)：还指示滑动或绝对过期策略（本节稍后定义）
- Cache.Insert(key, value, dependencies, absoluteExpiration, slidingExpiration, onRemoveCallback)：此外，您可以提交一个指向您希望在项移除时调用的方法的委托。
滑动过期和绝对过期：两者不能同时使用。如果使用绝对过期，请将 slidingExpiration 参数设置为 TimeSpan.Zero。要设置滑动过期策略，请将 absoluteExpiration 参数设置为 DateTime.Max。
通过滑动过期，ASP.NET 会等待一段设定的不活动时间来处理被忽略的缓存项。以下是一个存储具有 10 分钟滑动过期策略且无依赖项的项的示例。因此，只有在 10 分钟内未使用的 çarpanatible 数据才会被删除。
Cache.Insert("MyItem", obj, null, DateTime.MaxValue, TimeSpan.FromMinutes(10))
通过绝对过期，我们设置了缓存项将被移除的特定日期和时间。以下是一个存储项正好 60 分钟的示例
Cache.Insert("MyItem", obj, null, DateTime.Now.AddMinutes(60), TimeSpan.Zero)
缓存依赖：基本上，缓存依赖分为两类
1. 文件和缓存项依赖：缓存项可以依赖于特定文件。当此文件被修改时，缓存将被失效。
// Create a dependency for the ProductList.xml file.
CacheDependency prodDependency = new CacheDependency(Server.MapPath("ProductList.xml"));
// Add a cache item that will be dependent on this file.
Cache.Insert("ProductInfo", prodInfo, prodDependency);
缓存还可以依赖于其他缓存项。创建缓存键数组，并将该数组设置为其他缓存的依赖项。
Cache["Key1"] = "Cache Item 1"; // Make Cache["Key2"] dependent on Cache["Key1"]. string[] dependencyKey = new string[1]; dependencyKey[0] = "Key1"; CacheDependency dependency = new CacheDependency(null, dependencyKey); Cache.Insert("Key2", "Cache Item 2", dependency);此外，缓存项可以依赖于多个缓存依赖项。这称为聚合缓存依赖项。
CacheDependency dep1 = new CacheDependency(Server.MapPath("ProductList1.xml")); CacheDependency dep2 = new CacheDependency(Server.MapPath("ProductList2.xml")); // Create the aggregate. CacheDependency[] dependencies = new CacheDependency[]{dep1, dep2} AggregateCacheDependency aggregateDep = new AggregateCacheDependency(); aggregateDep.Add(dependencies); // Add the dependent cache item. Cache.Insert("ProductInfo", prodInfo, aggregateDep);
2. 数据库查询依赖：缓存项也可以依赖于 SQL 查询。在 SQL Server 2000 及更早版本中，这是一项繁琐的任务，但在 SQL Server 2005 中已简化。它需要遵循以下几个步骤，如下所述
1. 启用缓存通知-确保您的数据库已设置 ENABLE_BROKER 标志。假设我们使用 Northwind 数据库
Use Northwind ALTER DATABASE Northwind SET ENABLE_BROKER
2. 创建缓存依赖-根据下面的代码行。
string query ="SELECT EmployeeID, FirstName, LastName, City FROM dbo.Employees"; SqlCommand cmd = new SqlCommand(query, strConnectionString); SqlDataAdapter adapter = new SqlDataAdapter(cmd); // Fill the DataSet. DataSet ds = new DataSet(); adapter.Fill(ds, "Employees"); // Create the dependency. SqlCacheDependency empDependency = new SqlCacheDependency(cmd); // Add a cache item that will be invalidated if one of its records changesor a new record is added.Cache.Insert("Employees", ds, empDependency);
3. 调用静态 SqlDependency.Start() 以初始化 Web 服务器上的侦听服务。这只需要为每个数据库连接调用一次。一个调用它的地方是 global.asax 文件的 Application_Start() 方法。
4. 最后，调用
SqlDependency.Stop()以分离侦听器。通常，这会在 Application_End() 方法下调用。
检索/删除缓存集合：没有清除整个数据缓存的方法，但您可以使用 DictionaryEntry 类枚举集合。这使您有机会检索每个项的键，并允许您使用类似这样的代码来清空集合
foreach item as DictionaryEntry in Cache
Cache.Remove(item.Key.ToString())
next
或者
foreach item as DictionaryEntry in Cache
itemList += item.Key.ToString()
Next
特别提示：当您从缓存中检索项时，您必须始终检查 null 引用。这是因为 ASP.NET 可以随时删除您的缓存项。
缓存优先级：您还可以在将项添加到缓存时设置优先级。优先级仅在 ASP.NET 需要执行缓存清理时才有效，缓存清理是在内存不足时提前移除缓存项的过程。数据按以下顺序删除
低、低于正常、正常、高于正常、高
低项最有可能被删除。还有一个优先级，“不可移除”；这些项通常不会被删除。