ASP.NET緩存機制是什么

本篇內(nèi)容介紹了“ASP.NET緩存機制是什么”的有關(guān)知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

PetShop之ASP.NET緩存機制

如果對微型計算機硬件系統(tǒng)有足夠的了解，那么我們對于Cache這個名詞一定是耳熟能詳?shù)?。在CPU以及主板的芯片中，都引入了這種名為高速緩沖存儲器（Cache）的技術(shù)。因為Cache的存取速度比內(nèi)存快，因而引入Cache能夠有效的解決CPU與內(nèi)存之間的速度不匹配問題。硬件系統(tǒng)可以利用 Cache存儲CPU訪問概率高的那些數(shù)據(jù)，當(dāng)CPU需要訪問這些數(shù)據(jù)時，可以直接從Cache中讀取，而不必訪問存取速度相對較慢的內(nèi)存，從而提高了 CPU的工作效率。軟件設(shè)計借鑒了硬件設(shè)計中引入緩存機制以改善整個系統(tǒng)的性能，尤其是對于一個數(shù)據(jù)庫驅(qū)動的Web應(yīng)用程序而言，緩存的利用是不可或缺的，畢竟，數(shù)據(jù)庫查詢可能是整個Web站點中調(diào)用最頻繁但同時又是執(zhí)行最緩慢的操作之一，我們不能被它老邁的雙腿拖緩我們前進(jìn)的征程。緩存機制正是解決這一缺陷的加速器。

ASP.NET緩存機制概述

作為.Net框架下開發(fā)Web應(yīng)用程序的主打產(chǎn)品，ASP.NET充分考慮了緩存機制。通過某種方法，將系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)對象、Web頁面存儲在內(nèi)存中，使得Web站點在需要獲取這些數(shù)據(jù)時，不需要經(jīng)過繁瑣的數(shù)據(jù)庫連接、查詢和復(fù)雜的邏輯運算，就可以“觸手可及”，如“探囊取物”般容易而快速，從而提高整個Web系統(tǒng)的性能。

ASP.NET提供了兩種基本的緩存機制來提供緩存功能。一種是應(yīng)用程序緩存，它允許開發(fā)者將程序生成的數(shù)據(jù)或報表業(yè)務(wù)對象放入緩存中。另外一種緩存機制是頁輸出緩存，利用它，可以直接獲取存放在緩存中的頁面，而不需要經(jīng)過繁雜的對該頁面的再次處理。

應(yīng)用程序緩存其實現(xiàn)原理說來平淡無奇，僅僅是通過ASP.NET管理內(nèi)存中的緩存空間。放入緩存中的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)對象，以鍵/值對的方式存儲，這便于用戶在訪問緩存中的數(shù)據(jù)項時，可以根據(jù)key值判斷該項是否存在緩存中。

放入在緩存中的數(shù)據(jù)對象其生命周期是受到限制的，即使在整個應(yīng)用程序的生命周期里，也不能保證該數(shù)據(jù)對象一直有效。ASP.NET可以對應(yīng)用程序緩存進(jìn)行管理，例如當(dāng)數(shù)據(jù)項無效、過期或內(nèi)存不足時移除它們。此外，調(diào)用者還可以通過CacheItemRemovedCallback委托，定義回調(diào)方法使得數(shù)據(jù)項被移除時能夠通知用戶。

在.Net Framework中，應(yīng)用程序緩存通過System.Web.Caching.Cache類實現(xiàn)。它是一個密封類，不能被繼承。對于每一個應(yīng)用程序域，都要創(chuàng)建一個Cache類的實例，其生命周期與應(yīng)用程序域的生命周期保持一致。我們可以利用Add或Insert方法，將數(shù)據(jù)項添加到應(yīng)用程序緩存中，如下所示：
Cache["First"] = "First Item";
Cache.Insert("Second", "Second Item");

我們還可以為應(yīng)用程序緩存添加依賴項，使得依賴項發(fā)生更改時，該數(shù)據(jù)項能夠從緩存中移除：
string[] dependencies = {"Second"};
Cache.Insert("Third", "Third Item",
new System.Web.Caching.CacheDependency(null, dependencies));

與之對應(yīng)的是緩存中數(shù)據(jù)項的移除。前面提到ASP.NET可以自動管理緩存中項的移除，但我們也可以通過代碼編寫的方式顯式的移除相關(guān)的數(shù)據(jù)項：
Cache.Remove("First");

相對于應(yīng)用程序緩存而言，頁輸出緩存的應(yīng)用更為廣泛。它可以通過內(nèi)存將處理后的ASP.NET頁面存儲起來，當(dāng)客戶端再一次訪問該頁面時，可以省去頁面處理的過程，從而提高頁面訪問的性能，以及Web服務(wù)器的吞吐量。例如，在一個電子商務(wù)網(wǎng)站里，用戶需要經(jīng)常查詢商品信息，這個過程會涉及到數(shù)據(jù)庫訪問以及搜索條件的匹配，在數(shù)據(jù)量較大的情況下，如此的搜索過程是較為耗時的。此時，利用頁輸出緩存就可以將***次搜索得到的查詢結(jié)果頁存儲在緩存中。當(dāng)用戶第二次查詢時，就可以省去數(shù)據(jù)查詢的過程，減少頁面的響應(yīng)時間。

頁輸出緩存分為整頁緩存和部分頁緩存。我們可以通過@OutputCache指令完成對Web頁面的輸出緩存。它主要包含兩個參數(shù)：Duration和VaryByParam。Duration參數(shù)用于設(shè)置頁面或控件進(jìn)行緩存的時間，其單位為秒。如下的設(shè)置表示緩存在60秒內(nèi)有效：
<%@ OutputCache Duration=“60“ VaryByParam=“none“ %>

只要沒有超過Duration設(shè)置的期限值，當(dāng)用戶訪問相同的頁面或控件時，就可以直接在緩存中獲取。
使用VaryByParam參數(shù)可以根據(jù)設(shè)置的參數(shù)值建立不同的緩存。例如在一個輸出天氣預(yù)報結(jié)果的頁面中，如果需要為一個ID為txtCity的TextBox控件建立緩存，其值將顯示某城市的氣溫，那么我們可以進(jìn)行如下的設(shè)置：
<%@ OutputCache Duration=”60” VaryByParam=”txtCity” %>

如此一來，ASP.NET會對txtCity控件的值進(jìn)行判斷，只有輸入的值與緩存值相同，才從緩存中取出相應(yīng)的值。這就有效地避免了因為值的不同而導(dǎo)致輸出錯誤的數(shù)據(jù)。

利用緩存機制對性能的提升非常明顯。通過ACT（Application Center Test）的測試，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)置緩存后執(zhí)行的性能比未設(shè)置緩存時的性能足足提高三倍多。

引入緩存看來是提高性能的“***”解決方案，然而“金無足赤，人無完人”，緩存機制也有缺點，那就是數(shù)據(jù)過期的問題。一旦應(yīng)用程序數(shù)據(jù)或者頁面結(jié)果值發(fā)生的改變，那么在緩存有效期范圍內(nèi)，你所獲得的結(jié)果將是過期的、不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。我們可以想一想股票系統(tǒng)利用緩存所帶來的災(zāi)難，當(dāng)你利用錯誤過期的數(shù)據(jù)去分析股市的風(fēng)云變幻時，你會發(fā)現(xiàn)獲得的結(jié)果真可以說是“失之毫厘，謬以千里”，看似大好的局面就會像美麗的泡沫一樣，用針一戳，轉(zhuǎn)眼就消失得無影無蹤。

那么我們是否應(yīng)該為了追求高性能，而不顧所謂“數(shù)據(jù)過期”所帶來的隱患呢？顯然，在類似于股票系統(tǒng)這種數(shù)據(jù)更新頻繁的特定場景下，數(shù)據(jù)過期的糟糕表現(xiàn)甚至比低效的性能更讓人難以接受。故而，我們需要在性能與數(shù)據(jù)正確性間作出權(quán)衡。所幸的是，.Net Framework 2.0引入了一種新的緩存機制，它為我們的“魚與熊掌兼得”帶來了技術(shù)上的可行性。

.Net 2.0引入的自定義緩存依賴項，特別是基于MS-SQL Server的SqlCacheDependency特性，使得我們可以避免“數(shù)據(jù)過期”的問題，它能夠根據(jù)數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)數(shù)據(jù)的變化，通知緩存，并移除那些過期的數(shù)據(jù)。事實上，在PetShop 4.0中，就充分地利用了SqlCacheDependency特性。

SqlCacheDependency特性

SqlCacheDependency特性實際上是通過System.Web.Caching.SqlCacheDependency類來體現(xiàn)的。通過該類，可以在所有支持的SQL Server版本（7.0，2000，2005）上監(jiān)視特定的SQL Server數(shù)據(jù)庫表，并創(chuàng)建依賴于該表以及表中數(shù)據(jù)行的緩存項。當(dāng)數(shù)據(jù)表或表中特定行的數(shù)據(jù)發(fā)生更改時，具有依賴項的數(shù)據(jù)項就會失效，并自動從Cache中刪除該項，從而保證了緩存中不再保留過期的數(shù)據(jù)。
由于版本的原因，SQL Server 2005完全支持SqlCacheDependency特性，但對于SQL Server 7.0和SQL Server 2000而言，就沒有如此幸運了。畢竟這些產(chǎn)品出現(xiàn)在.Net Framework 2.0之前，因此它并沒有實現(xiàn)自動監(jiān)視數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)變化，通知ASP.NET的功能。解決的辦法就是利用輪詢機制，通過ASP.NET進(jìn)程內(nèi)的一個線程以指定的時間間隔輪詢SQL Server數(shù)據(jù)庫，以跟蹤數(shù)據(jù)的變化情況。

要使得7.0或者2000版本的SQL Server支持SqlCacheDependency特性，需要對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器執(zhí)行相關(guān)的配置步驟。有兩種方法配置SQL Server：使用aspnet_regsql命令行工具，或者使用SqlCacheDependencyAdmin類。

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