Asp.Net 基礎知識回顧_Cache
一、傳統緩存方式
比如將可重復利用的東西放到Application或是Session中去保存。
Session["Count"] = 100;
Application["Count"] = 100;
二、頁面輸出緩存
頁面輸出緩存是最為簡單的緩存機制，該機制將整個ASP.NET頁面內容保存在服務器內存中。當用戶請求該頁面時，系統從內存中輸出相關數據，直到緩存數據過期。在這個過程中，緩存內容直接發送給用戶，而不必再次經過頁面處理生命周期。通常情況下，頁面輸出緩存對於那些包含不需要經常修改內容，需要大量處理才能編譯完成的頁面特別有用。需要註意的是，頁面輸出緩存是將頁面全部內容都保存在內存中，並用於完成客戶端請求。
設置頁面輸出緩存可以使用以下兩種方式：一種是使用@OutputCache指令，另一種是使用頁面輸出緩存API。頁面輸出緩存API主要是指HttpCachePolicy類。
@ OutputCache以聲明的方式控制 ASP.NET 頁或頁中包含的用戶控件的輸出緩存策略。
語法如下：
<%@ OutputCache Duration="#ofseconds" Location="Any | Client | Downstream | Server | None | ServerAndClient " Shared="True | False" VaryByControl="controlname" VaryByCustom="browser | customstring" VaryByHeader="headers" VaryByParam="parametername" CacheProfile="cache profile name | ‘‘" NoStore="true | false" SqlDependency="database/table name pair | CommandNotification" %>
Duration
頁或用戶控件進行緩存的時間（以秒計）。在頁或用戶控件上設置該屬性為來自對象的 HTTP 響應建立了一個過期策略，並將自動緩存頁或用戶控件輸出。
Location
用於指定輸出緩存項的位置。其屬性值是OutputCacheLocation枚舉值，它們是Any、Client、Downstream、None、Server和ServerAndClient。默認值是Any，表示輸出緩存可用於所有請求，包括客戶端瀏覽器、代理服務器或處理請求的服務器上。需要註意的是，包含在用戶控件中的@OutputCache指令不支持此屬性。
Shared
一個布爾值，確定用戶控件輸出是否可以由多個頁共享。默認值為 false。
NoStore
該屬性定義一個布爾值，用於決定是否阻止敏感信息的二級存儲。需要註意的是，包含在用戶控件中的
@OutputCache指令不支持此屬性。
SqlDependency
提供了這樣一種能力:當被監測的數據庫中的數據發生變化時,SqlDependency會自動觸發OnChange事件來通知應用程序,從而達到讓系統自動更新數據(或緩存)的目的。
VaryByControl
該屬性使用一個分號分隔的字符串列表,來更改用戶控件的輸出緩存。這些字符串代表在用戶控件中聲明的ASP.NET服務器控件的ID屬性值。除非已經包含了VaryByParam屬性，否則在@ OutputCache指令中，該屬性是必需的。
VaryByCustom
用於自定義輸出緩存要求的任意文本。如果賦予該屬性值是browser，緩存將隨瀏覽器名稱和主要版本信息的不同而異。如果輸入了自定義字符串，則必須在應用程序的Global.asax文件中重寫HttpApplication.GetVaryByCustomString方法。
VaryByHeader
該屬性中包含由分號分隔的HTTP標頭列表，用於使輸出緩存發生變化。當將該屬性設為多標頭時，對於每個指定的標頭，輸出緩存都包含一個請求文檔的不同版本。VaryByHeader屬性在所有HTTP 1.1緩存中啟用緩存項，而不僅限於ASP.NET緩存。用戶控件中的@ OutputCache指令不支持此屬性。
三、頁面輸出緩存API
Response類的Cache屬性用於獲取頁面緩存策略，Cache屬性的核心是調用System.Web.HttpCachePolicy。主要用於設置緩存特定的HTTP標頭的方法和用於控制ASP.NET頁面輸出緩存的方法。由於HttpCachePolicy類方法眾多，下面簡要說明幾個常用方法。
SetExpires
用於設置緩存過期的絕對時間。它的參數是一個DataTime類的實例，表示過期的絕對時間。
SetLastModified
用於設置頁面的Last-Modified HTTP標頭。Last-Modified HTTP標頭表示頁面上次修改時間，緩存將依靠它來進行計時。如果違反了緩存限制層次結構，此方法將失敗。該方法的參數是一個DataTime類的實例。
SetSlidingExpiration
該方法將緩存過期從絕對時間設置為可調時間。其參數是一個布爾值。當參數為true時，Cache-Control HTTP標頭將隨每個響應而更新。當參數為false時，將保留該設置，且任何啟用可調整過期的嘗試都將靜態失敗。此方法不直接映射到HTTP標頭，它由後續模塊或輔助請求來設置源服務器緩存策略。
SetCacheability
用於設置頁面的Cache-Control HTTP標頭。該標頭用於控制在網絡上緩存文檔的方式。該方法有兩種重載方式，所不同的是參數。一種重載方法的參數是HttpCacheability枚舉值，包括NoCache、Private、Public、Server、ServerAndNoCache和ServerAndPrivate。另一種方法的參數有兩個，一個參數是HttpCacheability枚舉值，另一個參數是字符串，表示添加到標頭的緩存控制擴展。需要註意的是，僅當與Private或NoCache指令一起使用時，字段擴展名才有效。如果組合不兼容的指令和擴展，則此方法將引發無效參數異常。
Response.Cache.SetExpires(DateTime.Now.AddSeconds(60));
Response.Cache.SetExpires(DateTime.Parse("6:00:00PM"));
Response類的Cache屬性用於獲取頁面緩存策略。該屬性的數據類型是HttpCachePolicy。可通過調用Response.Cache來獲取HttpCachePolicy實例，進而實現對於當前頁面輸出緩存的設置。如上代碼所示，第一行代碼表示輸出緩存時間是60秒，並且頁面不隨任何GET或POST參數改變，等同於“<%@ OutputCache Duration="60" VaryByParam="none" %>”。第二行代碼設置緩存過期的絕對時間是當日下午6時整。
四、頁面部分緩存
有時緩存整個頁面是不現實的，因為頁的某些部分可能在每次請求時都需要變化。在這些情況下，只能緩存頁的一部分。顧名思義，頁面部分緩存是將頁面部分內容保存在內存中以便響應用戶請求，而頁面其他部分內容則為動態內容。在頁面中經常存在某些部分固定不變（如導航欄，頁面右側的排行榜等信息），而其他內容則需要根據用戶請求的不同動態生成。所以我們可以將固定部分的內容緩存在服務器內存中，以減少服務器查詢數據時間。
頁面部分緩存也稱為控件緩存,這種方式允許將需要緩存的信息包含在一個用戶控件內。然後，將該用戶控件標記為可緩存的，以此來緩存頁面輸出的部分內容。這種方式允許緩存頁面中的特定內容，而不緩存整個頁面。例如，如果要創建一個顯示大量動態內容（如股票信息）的頁，其中有些部分為靜態內容（如每周總結），這時可以將靜態部分放在用戶控件中，並允許緩存這些內容。
頁面部分緩存示例如下：
在CacheControl.ascx的頁頭代碼中添加聲明語句：
<%@ Control Language="C#" AutoEventWireup="true" CodeBehind="CacheControl.ascx.cs" Inherits="CacheControl" %>
<%@ OutputCache Duration="60" VaryByParam="none" %>
<%=DateTime.Now %>
調用該控件的頁面代碼：
<%@ Page Language="C#" AutoEventWireup="true" CodeBehind="CacheDemo.aspx.cs"%> <%@ Register src="CacheControl.ascx" tagname="CacheControl" tagprefix="uc" %> <head runat="server"> <title>CacheDemo</title> </head> <body> <form id="form1" runat="server"> 頁面的時間：<%=DateTime.Now %> <br/> 控件的時間：<uc:CacheControl ID="CacheControl" runat="server" /><br/> </form> </body> </html>
當刷新頁面時，“頁面的時間”每次刷新都變化，而“控件的時間”的數據卻是60秒才變化一次。說明對頁面的“局部”控件實現了緩存，而頁面其它部分不受影響。
五、 應用程序數據緩存
應用程序數據緩存提供了一種編程方式，可通過鍵/值對將任意數據存儲在內存中。使用應用程序緩存與使用應用程序狀態類似。但是，與應用程序狀態不同的是，應用程序數據緩存中的數據是易失的，即數據並不是在整個應用程序生命周期中都存儲在內存中。應用程序數據緩存的優點是由ASP.NET管理緩存，它會在項過期、無效，或內存不足時移除緩存中的項。還可以配置應用程序緩存，以便在移除項時通知應用程序。
如下所示插入一個字符串進緩存：
Cache["name"]="CacheDemo";
這個存儲的字串值可以像這樣得到：
if (Cache["name"] != null) { string name = Cache["name"].ToString(); }
六、 緩存依賴
前文的幾種方式都可以實現數據緩存功能，但問題是數據有時候是在變化的。這樣用戶可能在緩存期間查詢的數據就是過期的數據，從而導致數據的不一致。那有沒有辦法在數據變化時，系統能自動更新緩存中的數據，從而讓用戶得到實時有效的數據。
.NET已經為我們提供了這樣一種非常好的解決方法：SqlCacheDependency數據庫緩存依賴。下面就讓我們看一下如何實現數據庫緩存依賴功能：
1. 配置SqlCacheDependency
修改web.config，讓項目啟用SqlCacheDependency。
<?xml version="1.0"?> <configuration> <appSettings/> <connectionStrings> <add name="strcodematic" connectionString="data source=dbserver;initial catalog=codematic;user id=sa;password=sa" providerName="System.Data.SqlClient" /> </connectionStrings> <system.web> <caching> <sqlCacheDependency enabled="true" pollTime="6000"> <databases> <add name="codematic" connectionStringName="strcodematic" /> </databases> </sqlCacheDependency> </caching> <compilation debug="true"> </compilation> <authentication mode="Windows"/> </system.web> </configuration>
註意：在<databases>節的<add name="codematic" connectionStringName="strcodematic" />中的name屬性值必須和第三步的Page_Load代碼中System.Web.Caching.SqlCacheDependency("codematic", "P_Product"); 中的第一個參數（數據庫名稱）相一致。
這裏的connectionStringName指定了在<connectionStrings>中添加的某一個連接字符串。name則是為該SqlCacheDependency起的名字，這個名字將在第三步中用到。
SqlCacheDependency類會自動完成對此配置節信息的讀取，以建立和數據庫之間的聯系。
2.啟用緩存依賴
如果要啟用SqlCacheDependency，則需要以命令行的方式執行。
aspnet_regsql.exe工具位於Windows\\Microsoft.NET\\Framework\\[版本]文件夾中。
aspnet_regsql -C "data source=.;initial catalog=codematic;user id=sa;password=123456" -ed -et -t "BookInfo"
參數-C後面的字符串是連接字符串（請替換成自己所需要的值），參數-t後面的字符串是數據表的名字。
運行結果如圖所示：
命令執行後，在指定的數據庫中會多出一個AspNet_SqlCacheTablesForChangeNotification表。
要使得7.0或者2000版本以上的SQLServer支持SqlCacheDependency特性，需要對數據庫服務器執行相關的配置。
有兩種方法配置SQLServer：
一 使用aspnet_regsql命令行工具。
二 使用SqlCacheDependencyAdmin類。（msdn看到的，沒用過）
例如：
aspnet_regsql -S "server" -E -d "database" –ed
或者
aspnet_regsql -S "server" -E -d "database" -et -t "table"
如果是Sql驗證的話要把-E換成，-U (用戶名),-P (密碼)
以下是該工具的命令參數說明：
-? 顯示該工具的幫助功能；
-S 後接的參數為數據庫服務器的名稱或者IP地址；
-U 後接的參數為數據庫的登陸用戶名；
-P 後接的參數為數據庫的登陸密碼；
-E 使用當前登錄用戶的 Windows 集成認證進行身份驗證；
-d 後接參數為對哪一個數據庫采用SqlCacheDependency功能；
-C 連接數據庫的連接字符串。如果您指定服務器(-S)和登錄（-U和-P，或 -E）信息，則此選項不是必需的，因為連接字符串已經包含這些信息；
-t 後接參數為對哪一個表采用SqlCacheDependency功能；
-ed 允許對數據庫使用SqlCacheDependency功能；
-dd 禁止對數據庫采用SqlCacheDependency功能；
-et 允許對數據表采用SqlCacheDependency功能；
-dt 禁止對數據表采用SqlCacheDependency功能；
-lt 列出當前數據庫中有哪些表已經采用sqlcachedependency功能；
3.0使用SqlCacheDependency
在代碼中使用緩存，並為其設置SqlCacheDependency依賴：
/// <summary> /// 獲取當前應用程序指定CacheKey的Cache對象值 /// </summary> /// <param name="CacheKey">索引鍵值</param> /// <returns>返回緩存對象</returns> public static object GetCache(string CacheKey) { System.Web.Caching.Cache objCache = HttpRuntime.Cache; return objCache[CacheKey]; } /// <summary> /// 設置以緩存依賴的方式緩存數據 /// </summary> /// <param name="CacheKey">索引鍵值</param> /// <param name="objObject">緩存對象</param> /// <param name="cacheDepen">依賴對象</param> public static void SetCache(string CacheKey, object objObject, System.Web.Caching.CacheDependency dep) { System.Web.Caching.Cache objCache = HttpRuntime.Cache; objCache.Insert( CacheKey, objObject, dep, System.Web.Caching.Cache.NoAbsoluteExpiration,//從不過期 System.Web.Caching.Cache.NoSlidingExpiration,//禁用可調過期 System.Web.Caching.CacheItemPriority.Default, null); } protected void Page_Load(object sender, EventArgs e) { string CacheKey = "cachetest"; object objModel = GetCache(CacheKey);//從緩存中獲取 if (objModel == null)//緩存裏沒有 { objModel = GetData();//把當前時間進行緩存 if (objModel != null) { //依賴數據庫codematic中的P_Product表變化 來更新緩存 System.Web.Caching.SqlCacheDependency dep = new System.Web.Caching.SqlCacheDependency("CodeMatic", "P_Product"); SetCache(CacheKey, objModel, dep);//寫入緩存 } } GridView1.DataSource = (DataSet)objModel; GridView1.DataBind(); }
從以上代碼可以看出，和文件依賴基本相同，只是在存放緩存SetCache時存入的依賴對象不同。這裏用的是SqlCacheDependency。
其中，創建SqlCacheDependency的構造方法：
public SqlCacheDependency (string databaseEntryName,string tableName) //databaseEntryName：是在Web.config文件的caching節的sqlCacheDependency的databases元素中定義的數據庫的名稱。 //tableName：與SqlCacheDependency關聯的數據庫表的名稱。 //這樣，只有當P_Product表的內容發生變化時，查詢操作才會重新查詢數據更新緩存的內容，可以大大減少數據庫的重復查詢和提高系統的性能和運行效率。
七、緩存管理類
首先，緩存管理類外部代碼定義了各種過期時間的常量，主要用於方便設定緩存的過期時間
/// <summary> /// 全站緩存類 /// </summary> public sealed class SiteCache { // 一天 public const int DayFactor = 17280; // 一小時 public const int HourFactor = 720; // 一分鐘 public const int MinuteFactor = 12; // 一秒 public const double SecondFactor = 0.2; private static int factor = 5; /// <summary> /// 時間因子 /// </summary> public static int Factor { get { return factor; } set { factor = value; } } public static Cache CurrentCache { get { return HttpRuntime.Cache; } } }
//Clear方法用於移除所有存儲在內存當中的緩存，代碼中cacheEnum變量通過GetEnumerator方法獲得所有緩存列表，再根據緩存列表來移除緩存。 public static void Clear() { //獲取緩存中的鍵設置及其值的字典枚舉數 IDictionaryEnumerator cacheEnum = siteCache.GetEnumerator(); ArrayList al = new ArrayList(); //循環添加到數組列表 while (cacheEnum.MoveNext()) { al.Add(cacheEnum.Key); } //循環從緩存中移除 foreach (string key in al) { siteCache.Remove(key); } }
//RemoveByPattern方法是通過正則移除對應的緩存。 public static void RemoveByPattern(string pattern) { IDictionaryEnumerator cacheEnum = siteCache.GetEnumerator(); Regex regex = new Regex(pattern, RegexOptions.IgnoreCase | RegexOptions.Singleline | RegexOptions.Compiled); ArrayList al = new ArrayList(); //循環從緩存中取出鍵進行正則條件匹配 while (cacheEnum.MoveNext()) { //匹配正確則添加到數組列表 if (regex.IsMatch(cacheEnum.Key.ToString())) { al.Add(cacheEnum.Key); } } //移除匹配正則的緩存 foreach (string key in al) { siteCache.Remove(key); } }
//Insert方法是通過Cache的插入方法而實現的，主要能夠把緩存鍵、緩存對象、緩存依賴、緩存過期時間、緩存級別這些緩存項插入到內存中。 /// <summary> /// 插入緩存項 /// </summary> public static void Insert(string key, object value, System.Web.Caching.CacheDependency dep, int seconds, CacheItemPriority priority) { if (value != null) { siteCache.Insert(key, value, dep, DateTime.Now.AddSeconds(Factor * seconds), TimeSpan.Zero, priority, null); } }
//Get方法通過指定的鍵從Cache中獲取緩存 public static object Get(string key) { return siteCache[key]; } }
八、緩存的應用規則
緩存分配的有效期不要太短。
緩存那些經常被訪問，同時變化頻率不大的數據。
緩存整個應用程序都要使用的設置或對象，並且這些設置和對象在生存期內不會頻繁變化。
不要緩存太多項，緩存每個項均有開銷。
不要緩存很少使用的項。
不要緩存容易重新計算或隨時都可能會修改的對象，如購物車。
不要緩存敏感信息，否則其他人很容易取得這些信息。
比如：可以緩存網站信息配置
GetConfig是一個泛型方法，網站信息配置裏的所有功能屬性都是通過它來獲得對象。方法後面跟著一個where子句，用於指定對類型的約束。其中class限制了類型參數必須是引用類型, new()限制了該類型參數必須具有無參數的公共構造函數。
方法內首先獲取了T變量的類型。然後根據類型名拼裝成configCacheKey緩存鍵，通過SiteCache類的Get方法獲取緩存的值並存儲到configObject變量中。接著判斷該緩存是否不存在值，如果不存在，使用GetConfigPath方法獲得了T變量的物理文件地址。
public static T GetConfig<T>() where T : class, new() { Type configClassType = typeof(T); string configCacheKey = "CK_SiteConfigCode_" + configClassType.Name; object configObject = SiteCache.Get(configCacheKey); if (configObject == null) { string configFilePath = GetConfigPath<T>(); //下面檢查T變量的物理文件地址是否存在，如果存在即讀取T變量的配置信息，並將信息插入到緩存中。其中Insert方法使用了緩存依賴CacheDependency實例監視文件或目錄路徑，當該資源更改時，緩存的對象將過時，從緩存中移除。 if (File.Exists(configFilePath)) { using (XmlTextReader xmlTextReader = new XmlTextReader(configFilePath)) { XmlSerializer xmlSerializer = new XmlSerializer(configClassType); configObject = xmlSerializer.Deserialize(xmlTextReader); } SiteCache.Insert(configCacheKey, configObject, new CacheDependency(configFilePath)); } } //最後，把緩存對象轉換為T泛型變量。判斷是否為空，如果是則創建新的T實例返回，否則將原有值返回。 T config = configObject as T; if (config == null) { return new T(); } else { return config; } }
Asp.Net 基礎知識回顧_Cache