ASP.NET的缓存机制

2017-01-13 10:50:16来源:csdn作者:zhulongxi人点击

第七城市

Asp.NET提供了2中缓存机制来提供缓存功能:


应用程序缓存:允许开发者将程序生成的数据或报表业务对象放入缓存中。


页输出缓存:可以直接从中获取存放在缓存中的页面,而不需要经过繁杂的对该页面的再次处理。


1.应用程序缓存:


是通过ASP.NET来管理内存中的缓存空间,放入缓存中的对象以键值对的方式存储,这便于用户在访问缓存中的数据项时,可以根据key值判断该项是否存在缓存中。


放入在缓存中的数据对象,其生命周期是受限制的,即使在整个应用程序的生命周期内,也不能保证该数据对象一直有效。此外,调用者还可以通过CachItemRemovedCallback委托定义回调方法使得数据项被移除时能够通知用户。


在.NET Framwork中,应用程序缓存通过System.Web.Caching.Cache类实现,对于每一个应用程序域,都要创建一个cache类的实例,其生命周期与应用程序的生命周期保持一致,可以用Add或insert方法将数据项添加到应用程序缓存中,Cache["first"]="First Item"; Cache.Insert("Second","Second Item");还可以为应用程序缓存添加依赖项,使得当依赖项发生更改时,该数据项能够从缓存中移除:


string[] dependencies ={"second"};


Cache.Insert("Third","Third Item",new CacheDependency(null,dependencies));


可以手动移除相关数据项:Cache.Remove("second");



2.页输出缓存:


可以通过内存将处理后的ASP.NET页面存储起来,当客户端再一次访问该页面时,可以省去页面的处理过程,从而提高页面访问的性能,以及Web服务器的吞吐量。


页输出缓存分为整页缓存和部分缓存,可以通过@OutputCache指令完成对Web页面的输出缓存:<%@OutputCache Duration"60" VaryByParam="none">设置缓存时间60s,只要没有超过设置的期限值,当用户访问相同的页面或空间时,就可以直接在缓存中获取。


VaryByParam参数可以根据设置的参数值建立不同的缓存,如在一个输出天气预报结果的页面中,如果需要为一个ID为txtCiry的textbox控件建立缓存,其值显示某城市的气温,则可如下设置:<%@OutputCache Duration"60" VaryByParam="txtCity"%>,asp.net会对txtCity控件的值进行判断,只有输入的值与缓存值相同才会从缓存中取出数据。



引入缓存可以极大提高应用程序的性能,当缓存机制也有缺点,就是数据过期的问题,一旦应用程序数据或页面结果值发生变化,则再缓存有效期范围内获取的结果将是过期的不准确的数据。.NET2.0引入了自定义缓存依赖项,特别是基于MS-SQL Server的SqlCacheDependency 特性,使得我们可以避免数据过期的问题,它能够根据数据库中相应数据的变化,通知缓存,并移除那些过期的数据。



3.SqlCacheDependency特性:


监视特定的数据库表,并创建依赖于该表以及表中数据行的依赖项,当数据表或表中特定行的数据发生更改时,具有依赖项的数据项就会失效,并自动从Cache中删除,从而保证了缓存中不再保留过期数据.


SQL SERVER 2005及以上完全支持SqlDependency特性,SQL SERVER7.0及2000不支持。配置SQL server以支持SqlCacheDependency特性:aspnet_regsql命令行工具或使用SqlCacheDenpendencyAdmin类:


3.1.使用aspnet_regsql:


aspnet_regsql工具位于C:/Windows/Microsoft.NET/Framework64/v4.0.30319中,使用cmd命令行转到该目录,并执行命令:aspnet_regsql -S localhost -E -d 数据库名 -ed 为数据库启用sqlCacheDependency特性。



执行命令:aspnet_regsql -S localhost -E -t 表名 -et 为某个表启用sqlCacheDependency特性。





此时会在数据库中建立一个名为AspNet_SqlCacheTablesForChangeNotification的表,同时添加了一组存储过程并为启用了SqlCacheDependency特性的表创建了触发器。




命令参数说明:



3.2.利用SqlCacheDependencyAdmin类:





3.3.SqlCacheDependency特性在APS.NET应用程序中的实现:


3.3.1.为了可扩展性,首先建立ICacheDependency类库,在其中建立IPetShopCacheDependency接口:

public interface IPetShopCacheDependency {
 AggregateCacheDependency GetDependency();
}
AggregateCacheDependency 类负责监视依赖项对象的集合(即启用了SqlCachedependency特性的那些数据库表),当这个集合中的任意一个依赖项对象发生变化时,该依赖项对象对应的被依赖的缓存对象都将被自动移除。

AggregateCacheDependency类起到了组合CacheDependency对象的作用,他可以将多个CacheDependency对象甚至不同类型的CacheDependency对象与缓存项建立关联。


3.3.2实现ICacheDependency:


即为数据库表建立对应的SqlCahcedependency依赖项。首先建立TableCacheDependency类库,在其中建立TableDependency类

public abstract class TableDependency : PetShop.ICacheDependency.IPetShopCacheDependency {
protected char[] configurationSeparator = new char[] { ',' };protected AggregateCacheDependency dependency = new AggregateCacheDependency();protected TableDependency(string configKey) {string dbName = ConfigurationManager.AppSettings["CacheDatabaseName"];//要建立SqlCacheDependency依赖项的数据库名
string tableConfig = ConfigurationManager.AppSettings[configKey];//要建立SqlCacheDependency依赖项的数据库表名
string[] tables = tableConfig.Split(configurationSeparator);foreach (string tableName in tables)
dependency.Add(new SqlCacheDependency(dbName, tableName));//为数据库表建立对应的SqlCahcedependency依赖项并加入到AggregateCacheDependency的监视中
}
public AggregateCacheDependency GetDependency() {
return dependency;
}
}需要建立依赖项的数据库与数据库表都配置在web.config中:
<add key="CacheDatabaseName" value="MSPetShop4"/>
<add key="CategoryTableDependency" value="Category"/>
<add key="ProductTableDependency" value="Product,Category"/>
<add key="ItemTableDependency" value="Product,Category,Item"/>
根据各个数据表之间的依赖关系,因而不同的数据表需要建立的依赖项也是不同的。
然后为各个启用了SqlCacheDependency特性的数据表建立实体对象并继承TableDependency:
<pre name="code" class="csharp">public class Category : TableDependency {/// <summary>
/// Call its base constructor by passing its specific configuration key
/// </summary>
public Category() : base("CategoryTableDependency") { }
}
<pre name="code" class="html">3.3.3.创建CacheDependncy抽象工厂:
由于TableDependency类的派生类(即启用了sqlcachedependency特性的数据表对于的实体)均需要在被调用时创建各自的对象,故可使用工厂模式;
首先创建CacheDependencyFactory类库,创建DependencyAccess类:为每个启用了sqlcachedependency特性的数据表对于的实体提供创建实例的方法:
<pre name="code" class="csharp">public static class DependencyAccess {
public static IPetShopCacheDependency CreateCategoryDependency() {
return LoadInstance("Category");
}
public static IPetShopCacheDependency CreateProductDependency() {
return LoadInstance("Product");
}public static IPetShopCacheDependency CreateItemDependency() {
return LoadInstance("Item");
}private static IPetShopCacheDependency LoadInstance(string className) {string path = ConfigurationManager.AppSettings["CacheDependencyAssembly"];
string fullyQualifiedClass = path + "." + className;
return (IPetShopCacheDependency)Assembly.Load(path).CreateInstance(fullyQualifiedClass);
}
}
虽然DependencyAccess类创建了实现IPetShopCaheDependency接口的类Category/Item/Product,然而我们之所以引入接口IPetShopCaheDependency
,其目的就在于<strong>为每个实体获得创建了依赖项的AggregateCacheDependency</strong>。可以通过<strong>Facade模式</strong>来获取。

3.3.4.Facade模式:


利用Facade模式可以将一些复杂的逻辑进行包装,以方便调用者对这些复杂逻辑的调用,就好像提供了一个统一的门面一般,将内部的子系统封装起来,统一为一个高层次的接口。Facade模式的引入并非要引入一个新的功能,而是在现有功能的基础上提供一个更高层次的抽象,使得调用者可以直接调用,而不用关心内部的实现形式。在CacheDependencyFactory类库中创建DependencyFacade类:

<pre name="code" class="csharp">public static class DependencyFacade {
private static readonly string path = ConfigurationManager.AppSettings["CacheDependencyAssembly"];//PetShop.TableCacheDependencypublic static AggregateCacheDependency GetCategoryDependency() {
if (!string.IsNullOrEmpty(path))
return DependencyAccess.CreateCategoryDependency().GetDependency();
else
return null;
}public static AggregateCacheDependency GetProductDependency() {
if (!string.IsNullOrEmpty(path))
return DependencyAccess.CreateProductDependency().GetDependency();
else
return null;
}public static AggregateCacheDependency GetItemDependency() {
if (!string.IsNullOrEmpty(path))
return DependencyAccess.CreateItemDependency().GetDependency();
else
return null;
}
}
<pre name="code" class="html"><pre name="code" class="csharp"><pre name="code" class="html"><pre name="code" class="csharp"><pre name="code" class="csharp">DependencyFacade封装了获取AggregateCacheDependency的方法,这样,调用者可以调用相关方法获得创建相关依赖项的AggregateCacheDependency类型对象
AggregateCacheDependency denpendency = DependencyFacade.GetCategoryDependency();

调用:public static string GetCategoryName(string categoryId) {Category category = new Category();
if (!enableCaching)
return category.GetCategory(categoryId).Name;string cacheKey = string.Format(CATEGORY_NAME_KEY, categoryId);string data = (string)HttpRuntime.Cache[cacheKey];
if (data == null) {
int cacheDuration = int.Parse(ConfigurationManager.AppSettings["CategoryCacheDuration"]);data = category.GetCategory(categoryId).Name;
<strong> AggregateCacheDependency cd = DependencyFacade.GetCategoryDependency();</strong>//Store the output in the data cache, and Add the necessary AggregateCacheDependency object
HttpRuntime.Cache.Add(cacheKey, data, <strong>cd</strong>, DateTime.Now.AddHours(cacheDuration), Cache.NoSlidingExpiration, CacheItemPriority.High, null);
}
return data;
}
3.3.5.引入Proxy模式:

BLL业务逻辑层中与Category,Item等实体有关的业务方法,其实现逻辑是调用DAL层对象访问数据库,以获取相关数据,为了给这些方法增加缓存机制的逻辑,需要引入一个新的对象去控制原来的BLL业务对象,该对象中的方法与BLL业务对象中的方法一样,只是从缓存中获取数据,而不访问DAL层,这个对象就是Proxy模式中的代理对象。


在Web中的APP_Code文件夹中建立ProductDataProxy类作为BLL业务层的业务对象Product的代理对象,并在其方法中使用缓存机制: public static class ProductDataProxy {private static readonly int productTimeout = int.Parse(ConfigurationManager.AppSettings["ProductCacheDuration"]);
private static readonly bool enableCaching = bool.Parse(ConfigurationManager.AppSettings["EnableCaching"]);/// <summary>
/// This method acts as a proxy between the web and BLL to check whether the
/// underlying data has already been cached.
/// </summary>
/// <param name="category">Category</param>
/// <returns>List of ProductInfo from Cache or Business component</returns>
public static IList<ProductInfo> GetProductsByCategory(string category) {Product product = new Product();if (!enableCaching)
return product.GetProductsByCategory(category);string key = "product_by_category_" + category;
IList<ProductInfo> data = (IList<ProductInfo>)HttpRuntime.Cache[key];// Check if the data exists in the data cache
if (data == null) {// If the data is not in the cache then fetch the data from the business logic tier
data = product.GetProductsByCategory(category);// Create a AggregateCacheDependency object from the factory
AggregateCacheDependency cd = DependencyFacade.GetProductDependency();// Store the output in the data cache, and Add the necessary AggregateCacheDependency object
HttpRuntime.Cache.Add(key, data, cd, DateTime.Now.AddHours(productTimeout), Cache.NoSlidingExpiration, CacheItemPriority.High, null);
}return data;
}/// <summary>
/// This method acts as a proxy between the web and BLL to check whether the
/// underlying search result has already been cached.
/// </summary>
/// <param name="text">Search Text</param>
/// <returns>List of ProductInfo from Cache or Business component</returns>
public static IList<ProductInfo> GetProductsBySearch(string text) {Product product = new Product();if (!enableCaching)
return product.GetProductsBySearch(text);string key = "product_search_" + text;
IList<ProductInfo> data = (IList<ProductInfo>)HttpRuntime.Cache[key];// Check if the data exists in the data cache
if (data == null) {// If the data is not in the cache then fetch the data from the business logic tier
data = product.GetProductsBySearch(text);// Create a AggregateCacheDependency object from the factory
AggregateCacheDependency cd = DependencyFacade.GetProductDependency();// Store the output in the data cache, and Add the necessary AggregateCacheDependency object
HttpRuntime.Cache.Add(key, data, cd, DateTime.Now.AddHours(productTimeout), Cache.NoSlidingExpiration, CacheItemPriority.High, null);
}return data;
}/// <summary>
/// This method acts as a proxy between the web and business components to check whether the
/// underlying product has already been cached.
/// </summary>
/// <param name="productId">Product Id</param>
/// <returns>ProductInfo from Cache or Business component</returns>
public static ProductInfo GetProduct(string productId) {Product product = new Product();if (!enableCaching)
return product.GetProduct(productId);string key = "product_" + productId;
ProductInfo data = (ProductInfo)HttpRuntime.Cache[key];// Check if the data exists in the data cache
if (data == null) {// If the data is not in the cache then fetch the data from the business logic tier
data = product.GetProduct(productId);// Create a AggregateCacheDependency object from the factory
AggregateCacheDependency cd = DependencyFacade.GetProductDependency();// Store the output in the data cache, and Add the necessary AggregateCacheDependency object
HttpRuntime.Cache.Add(key, data, cd, DateTime.Now.AddHours(productTimeout), Cache.NoSlidingExpiration, CacheItemPriority.High, null);
}
return data;
}
}与BLL层的Product.cs中的GetProductsByCategory()方法相比,增加了缓存机制,当缓存内不存在相关数据项时,则直接调用业务逻辑层BLL中Product的GetProductsByCategory()方法,并将其与对应的AggregateCacheDependency 对象一起存储在缓存中。


为页面输出缓存设置缓存依赖项SqlCacheDependency:


this.CachePolicy.Dependency = DependencyFacade.GetProductDependency();



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