ASP.NET 缓存技术分析
緩存功能是大型網站設計一個很重要的部分。由數(shù)據(jù)庫驅動的Web應用程序，如果需要改善其性能，最好的方法是使用緩存功能?？赡艿那闆r下盡量使用緩 存，從內存中返回數(shù)據(jù)的速度始終比去數(shù)據(jù)庫查的速度快，因而可以大大提供應用程序的性能。畢竟現(xiàn)在內存非常便宜，用空間換取時間效率應該是非常劃算的。尤 其是對耗時比較長的、需要建立網絡鏈接的數(shù)據(jù)庫查詢操作等。 對于web頁面的緩存，WebForm與ASP.NET MVC有不同的語法。在WebForm中，?<%@ OutputCache Duration="60" VaryByParam="none" %> ?來進行頁面緩存或者局部頁面緩存，在ASP.NET MVC中，針對Action使用Attribute進行頁面緩存。這些都是Web框架封裝好的，而對于Web Application來講，需要緩存的不僅僅是頁面，很多時候還需要定制的去緩存一些內容，這時候就需要用到HttpRun.Cache對象。
以下內容轉自 ??細說 ASP.NET Cache 及其高級用法
許多做過程序性能優(yōu)化的人，或者關注過程程序性能的人，應該都使用過各類緩存技術。 而我今天所說的Cache是專指ASP.NET的Cache，我們可以使用HttpRuntime.Cache訪問到的那個Cache，而不是其它的緩存技術。
Cache的基本用途
提到Cache，不得不說說它的主要功能：改善程序性能。
ASP.NET是一種動態(tài)頁面技術，用ASP.NET技術做出來的網頁幾乎都是動態(tài)的，所謂動態(tài)是指：頁面的內容會隨著不同的用戶或者持續(xù)更新的數(shù)據(jù)， 而呈現(xiàn)出不同的顯示結果。既然是動態(tài)的，那么這些動態(tài)的內容是從哪里來的呢？我想絕大多數(shù)網站都有自己的數(shù)據(jù)源， 程序通過訪問數(shù)據(jù)源獲取頁面所需的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)一些業(yè)務規(guī)則的計算處理，最后變成適合頁面展示的內容。
由于這種動態(tài)頁面技術通常需要從數(shù)據(jù)源獲取數(shù)據(jù)，并經過一些計算邏輯，最終變成一些HTML代碼發(fā)給客戶端顯示。而這些計算過程顯然也是有成本的。 這些處理成本最直接可表現(xiàn)為影響服務器的響應速度，尤其是當數(shù)據(jù)的處理過程變得復雜以及訪問量變大時，會變得比較明顯。 另一方面，有些數(shù)據(jù)并非時刻在發(fā)生變化，如果我們可以將一些變化不頻繁的數(shù)據(jù)的最終計算結果（包括頁面輸出）緩存起來， 就可以非常明顯地提升程序的性能，緩存的最常見且最重要的用途就體現(xiàn)在這個方面。 這也是為什么一說到性能優(yōu)化時，一般都將緩存擺在第一位的原因。 我今天要說到的ASP.NET Cache也是可以實現(xiàn)這種緩存的一種技術。 不過，它還有其它的一些功能，有些是其它緩存技術所沒有的。
Cache的定義
在介紹Cache的用法前，我們先來看一下Cache的定義：（說明：我忽略了一些意義不大的成員）
// 實現(xiàn)用于 Web 應用程序的緩存。無法繼承此類。 public sealed class Cache : IEnumerable {// 用于 Cache.Insert(...) 方法調用中的 absoluteExpiration 參數(shù)中以指示項從不過期。public static readonly DateTime NoAbsoluteExpiration; // 用作 Cache.Insert(...) 或 Cache.Add(...) // 方法調用中的 slidingExpiration 參數(shù)，以禁用可調過期。 public static readonly TimeSpan NoSlidingExpiration; // 獲取或設置指定鍵處的緩存項。 public object this[string key] { get; set; } // 將指定項添加到 System.Web.Caching.Cache 對象，該對象具有依賴項、過期和優(yōu)先級策略 // 以及一個委托（可用于在從 Cache 移除插入項時通知應用程序）。 public object Add(string key, object value, CacheDependency dependencies, DateTime absoluteExpiration, TimeSpan slidingExpiration, CacheItemPriority priority, CacheItemRemovedCallback onRemoveCallback); // 從 System.Web.Caching.Cache 對象檢索指定項。 // key: 要檢索的緩存項的標識符。 // 返回結果: 檢索到的緩存項，未找到該鍵時為 null。 public object Get(string key); public void Insert(string key, object value); public void Insert(string key, object value, CacheDependency dependencies); public void Insert(string key, object value, CacheDependency dependencies, DateTime absoluteExpiration, TimeSpan slidingExpiration); // 摘要: // 向 System.Web.Caching.Cache 對象中插入對象，后者具有依賴項、過期和優(yōu)先級策略 // 以及一個委托（可用于在從 Cache 移除插入項時通知應用程序）。 // // 參數(shù): // key: // 用于引用該對象的緩存鍵。 // // value: // 要插入緩存中的對象。 // // dependencies: // 該項的文件依賴項或緩存鍵依賴項。當任何依賴項更改時，該對象即無效， // 并從緩存中移除。如果沒有依賴項，則此參數(shù)包含 null。 // // absoluteExpiration: // 所插入對象將過期并被從緩存中移除的時間。 // 如果使用絕對過期，則 slidingExpiration 參數(shù)必須為 Cache.NoSlidingExpiration。 // // slidingExpiration: // 最后一次訪問所插入對象時與該對象過期時之間的時間間隔。如果該值等效于 20 分鐘， // 則對象在最后一次被訪問 20 分鐘之后將過期并被從緩存中移除。如果使用可調過期，則 // absoluteExpiration 參數(shù)必須為 System.Web.Caching.Cache.NoAbsoluteExpiration。 // // priority: // 該對象相對于緩存中存儲的其他項的成本，由 System.Web.Caching.CacheItemPriority 枚舉表示。 // 該值由緩存在退出對象時使用；具有較低成本的對象在具有較高成本的對象之前被從緩存移除。 // // onRemoveCallback: // 在從緩存中移除對象時將調用的委托（如果提供）。 // 當從緩存中刪除應用程序的對象時，可使用它來通知應用程序。 // // 異常: // System.ArgumentException: // 為要添加到 Cache 中的項設置 absoluteExpiration 和 slidingExpiration 參數(shù)。 // // System.ArgumentNullException: // key 或 value 參數(shù)為 null。 // // System.ArgumentOutOfRangeException: // 將 slidingExpiration 參數(shù)設置為小于 TimeSpan.Zero 或大于一年的等效值。 public void Insert(string key, object value, CacheDependency dependencies, DateTime absoluteExpiration, TimeSpan slidingExpiration, CacheItemPriority priority, CacheItemRemovedCallback onRemoveCallback); // 從應用程序的 System.Web.Caching.Cache 對象移除指定項。 public object Remove(string key); // 將對象與依賴項策略、到期策略和優(yōu)先級策略 // 以及可用來在從緩存中移除項【之前】通知應用程序的委托一起插入到 Cache 對象中。 // 注意：此方法受以下版本支持：3.5 SP1、3.0 SP1、2.0 SP1 public void Insert(string key, object value, CacheDependency dependencies, DateTime absoluteExpiration, TimeSpan slidingExpiration, CacheItemUpdateCallback onUpdateCallback); }ASP.NET為了方便我們訪問Cache，在HttpRuntime類中加了一個靜態(tài)屬性Cache，這樣，我們就可以在任意地方使用Cache的功 能。 而且，ASP.NET還給它增加了二個“快捷方式”：Page.Cache, HttpContext.Cache，我們通過這二個對象也可以訪問到HttpRuntime.Cache， 注意：這三者是在訪問同一個對象。Page.Cache訪問了HttpContext.Cache，而HttpContext.Cache又直接訪問 HttpRuntime.Cache
Cache常見用法
通常，我們使用Cache時，一般只有二個操作：讀，寫。
要從Cache中獲取一個緩存項，我們可以調用Cache.Get(key)方法，要將一個對象放入緩存，我們可以調用Add, Insert方法。 然而，Add, Insert方法都有許多參數(shù)，有時我們或許只是想簡單地放入緩存，一切接受默認值，那么還可以調用它的默認索引器， 我們來看一下這個索引器是如何工作的：
可以看到：讀緩存，其實是在調用Get方法，而寫緩存則是在調用Insert方法的最簡單的那個重載版本。
注意了：Add方法也可以將一個對象放入緩存，這個方法有7個參數(shù)，而Insert也有一個簽名類似的重載版本， 它們有著類似的功能：將指定項添加到 System.Web.Caching.Cache 對象，該對象具有依賴項、過期和優(yōu)先級策略以及一個委托（可用于在從 Cache 移除插入項時通知應用程序）。?然而，它們有一點小的區(qū)別：當要加入的緩存項已經在Cache中存在時，Insert將會覆蓋原有的緩存項目，而Add則不會修改原有緩存項。
也就是說：如果您希望某個緩存項目一旦放入緩存后，就不要再被修改，那么調用Add確實可以防止后來的修改操作。 而調用Insert方法，則永遠會覆蓋已存在項（哪怕以前是調用Add加入的）。
從另一個角度看，Add的效果更像是 static readonly 的行為，而Insert的效果則像 static 的行為。
注意：我只是說【像】，事實上它們比一般的static成員有著更靈活的用法。
由于緩存項可以讓我們隨時訪問，看起來確實有點static成員的味道，但它們有著更高級的特性，比如： 緩存過期（絕對過期，滑動過期），緩存依賴（依賴文件，依賴其它緩存項），移除優(yōu)先級，緩存移除前后的通知等等。 后面我將會分別介紹這四大類特性。
Cache類的特點
Cache類有一個很難得的優(yōu)點，用MSDN上的說話就是：
此類型是線程安全的。
為什么這是個難得的優(yōu)點呢？因為在.net中，絕大多數(shù)類在實現(xiàn)時，都只是保證靜態(tài)類型的方法是線程安全， 而不考慮實例方法是線程安全。這也算是一條基本的.NET設計規(guī)范原則。
對于那些類型，MSDN通常會用這樣的話來描述：
此類型的公共靜態(tài)（在 Visual Basic 中為 Shared）成員是線程安全的。但不能保證任何實例成員是線程安全的。
所以，這就意味著我們可以在任何地方讀寫Cache都不用擔心Cache的數(shù)據(jù)在多線程環(huán)境下的數(shù)據(jù)同步問題。 多線程編程中，最復雜的問題就是數(shù)據(jù)的同步問題，而Cache已經為我們解決了這些問題。
不過我要提醒您：ASP.NET本身就是一個多線程的編程模型，所有的請求是由線程池的線程來處理的。 通常，我們在多線程環(huán)境中為了解決數(shù)據(jù)同步問題，一般是采用鎖來保證數(shù)據(jù)同步， 自然地，ASP.NET也不例外，它為了解決數(shù)據(jù)的同步問題，內部也是采用了鎖。
說到這里，或許有些人會想：既然只一個Cache的靜態(tài)實例，那么這種鎖會不會影響并發(fā)？
答案是肯定的，有鎖肯定會在一定程度上影響并發(fā)，這是沒有辦法的事情。
然而，ASP.NET在實現(xiàn)Cache時，會根據(jù)CPU的個數(shù)創(chuàng)建多個緩存容器，盡量可能地減小沖突， 以下就是Cache創(chuàng)建的核心過程：
說明：CacheInternal是個內部用的包裝類，Cache的許多操作都要由它來完成。
在上面的代碼中，numSingleCaches的計算過程很重要，如果上面代碼不容易理解，那么請看我下面的示例代碼：?
static void Main() {for( uint i = 1; i <= 20; i++ ) ShowCount(i); } static void ShowCount(uint numProcessCPUs) { int numSingleCaches = 1; for( numProcessCPUs -= 1; numProcessCPUs > 0; numProcessCPUs = numProcessCPUs >> 1 ) { numSingleCaches = numSingleCaches << 1; } Console.Write(numSingleCaches + ","); }程序將會輸出：
1,2,4,4,8,8,8,8,16,16,16,16,16,16,16,16,32,32,32,32
CacheMultiple的構造函數(shù)如下：
internal CacheMultiple(CacheCommon cacheCommon, int numSingleCaches) : base(cacheCommon) {this._cacheIndexMask = numSingleCaches - 1; this._caches = new CacheSingle[numSingleCaches]; for (int i = 0; i < numSingleCaches; i++) { this._caches[i] = new CacheSingle(cacheCommon, this, i); } } 現(xiàn)在您應該明白了吧：CacheSingle其實是ASP.NET內部使用的緩存容器，多個CPU時，它會創(chuàng)建多個緩存容器。
在寫入時，它是如何定位這些容器的呢？請繼續(xù)看代碼：
說明：參數(shù)中的hashCode是直接調用我們傳的key.GetHashCode() ，GetHashCode是由Object類定義的。
所以，從這個角度看，雖然ASP.NET的Cache只有一個HttpRuntime.Cache靜態(tài)成員，但它的內部卻可能會包含多個緩存容器， 這種設計可以在一定程度上減少并發(fā)的影響。
不管如何設計，在多線程環(huán)境下，共用一個容器，沖突是免不了的。如果您只是希望簡單的緩存一些數(shù)據(jù)， 不需要Cache的許多高級特性，那么，可以考慮不用Cache 。 比如：可以創(chuàng)建一個Dictionary或者Hashtable的靜態(tài)實例，它也可以完成一些基本的緩存工作， 不過，我要提醒您：您要自己處理多線程訪問數(shù)據(jù)時的數(shù)據(jù)同步問題。
順便說一句：Hashtable.Synchronized(new Hashtable())也是一個線程安全的集合，如果想簡單點，可以考慮它。
接下來，我們來看一下Cache的高級特性，這些都是Dictionary或者Hashtable不能完成的。
緩存項的過期時間
ASP.NET支持二種緩存項的過期策略：絕對過期和滑動過期。
1. 絕對過期，這個容易理解：就是在緩存放入Cache時，指定一個具體的時間。當時間到達指定的時間的時，緩存項自動從Cache中移除。
2. 滑動過期：某些緩存項，我們可能只希望在有用戶在訪問時，就盡量保留在緩存中，只有當一段時間內用戶不再訪問該緩存項時，才移除它， 這樣可以優(yōu)化內存的使用，因為這種策略可以保證緩存的內容都是【很熱門】的。 操作系統(tǒng)的內存以及磁盤的緩存不都是這樣設計的嗎？而這一非常有用的特性，Cache也為我們準備好了，只要在將緩存項放入緩存時， 指定一個滑動過期時間就可以實現(xiàn)了。
以上二個選項分別對應Add, Insert方法中的DateTime absoluteExpiration, TimeSpan slidingExpiration這二個參數(shù)。
注意：這二個參數(shù)都是成對使用的，但不能同時指定它們?yōu)橐粋€【有效】值，最多只能一個參數(shù)值有效。 當不使用另一個參數(shù)項時，請用Cache類定義二個static readonly字段賦值。
這二個參數(shù)比較簡單，我就不多說了，只說一句：如果都使用Noxxxxx這二個選項，那么緩存項就一直保存在緩存中。（或許也會被移除）
緩存項的依賴關系 - 依賴其它緩存項
ASP.NET Cache有個很強大的功能，那就是緩存依賴。一個緩存項可以依賴于另一個緩存項。 以下示例代碼創(chuàng)建了二個緩存項，且它們間有依賴關系。首先請看頁面代碼：
<body><p>Key1 的緩存內容：= HttpRuntime.Cache["key1"] </p> <hr /> <form action="CacheDependencyDemo.aspx" method="post"> <input type="submit" name="SetKey1Cache" value="設置Key1的值" /> <input type="submit" name="SetKey2Cache" value="設置Key2的值" /> </form> </body>頁面后臺代碼：
public partial class CacheDependencyDemo : System.Web.UI.Page { [SubmitMethod(AutoRedirect=true)] private void SetKey1Cache() { SetKey2Cache(); CacheDependency dep = new CacheDependency(null, new string[] { "key2" }); HttpRuntime.Cache.Insert("key1", DateTime.Now.ToString(), dep, Cache.NoAbsoluteExpiration, Cache.NoSlidingExpiration); } [SubmitMethod(AutoRedirect=true)] private void SetKey2Cache() { HttpRuntime.Cache.Insert("key2", Guid.NewGuid().ToString()); } }當運行這個示例頁面時，運行結果如下圖所示， 點擊按鈕【設置Key1的值】時，將會出現(xiàn)緩存項的內容（左圖）。點擊按鈕【設置Key2的值】時，此時將獲取不到緩存項的內容（右圖）。
根據(jù)結果并分析代碼，我們可以看出，在創(chuàng)建Key1的緩存項時，我們使用了這種緩存依賴關系：
CacheDependency dep = new CacheDependency(null, new string[] { "key2" });所以，當我們更新Key2的緩存項時，Key1的緩存就失效了（不存在）。
不要小看了這個示例。的確，僅看這幾行示例代碼，或許它們實在是沒有什么意義。 那么，我就舉個實際的使用場景來說明它的使用價值。
上面這幅圖是我寫的一個小工具。在示意圖中，左下角是一個緩存表CacheTable，它由一個叫Table1BLL的類來維護。 CacheTable的數(shù)據(jù)來源于Table1，由Table1.aspx頁面顯示出來。 同時，ReportA, ReportB的數(shù)據(jù)也主要來源于Table1，由于Table1的訪問幾乎絕大多數(shù)都是讀多寫少，所以，我將Table1的數(shù)據(jù)緩存起來了。 而且，ReportA, ReportB這二個報表采用GDI直接畫出（由報表模塊生成，可認是Table1BLL的上層類），鑒于這二個報表的瀏覽次數(shù)較多且數(shù)據(jù)源是讀多寫少， 因此，這二個報表的輸出結果，我也將它們緩存起來。
在這個場景中，我們可以想像一下：如果希望在Table1的數(shù)據(jù)發(fā)生修改后，如何讓二個報表的緩存結果失效？
讓Table1BLL去通知那二個報表模塊，還是Table1BLL去直接刪除二個報表的緩存？
其實，不管是選擇前者還是后者，當以后還需要在Table1的CacheTable上做其它的緩存實現(xiàn)時（可能是其它的新報表）， 那么，勢必都要修改Table1BLL，那絕對是個失敗的設計。 這也算是模塊間耦合的所帶來的惡果。
幸好，ASP.NET Cache支持一種叫做緩存依賴的特性，我們只需要讓Table1BLL公開它緩存CacheTable的KEY就可以了（假設KEY為 CacheTableKey）， 然后，其它的緩存結果如果要基于CacheTable，設置一下對【CacheTableKey】的依賴就可以實現(xiàn)這樣的效果：?當CacheTable更新后，被依賴的緩存結果將會自動清除。這樣就徹底地解決了模塊間的緩存數(shù)據(jù)依賴問題。
緩存項的依賴關系 - 文件依賴
我希望在用戶修改了配置文件后，程序能立刻以最新的參數(shù)運行，而且不用重啟網站。
首先，我要說明一點，雖然解決方案與Cache的文件依賴有關，但還需與緩存的移除通知配合使用才能完美的解決問題。 為了便于內容的安排，我先使用Cache的文件依賴來簡單的實現(xiàn)一個粗糙的版本，在本文的后續(xù)部分再來完善這個實現(xiàn)。
先來看個粗糙的版本。假如我的網站中有這樣一個配置參數(shù)類型：
/// <summary> /// 模擬網站所需的運行參數(shù) /// </summary> public class RunOptions {public string WebSiteUrl; public string UserName; }我可以將它配置在這樣一個XML文件中：
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <RunOptions xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"> <WebSiteUrl>http://www.cnblogs.com/fish-li</WebSiteUrl> <UserName>fish li</UserName> </RunOptions>再來一個用于顯示運行參數(shù)的頁面：?
<body><p>WebSiteUrl: = WebSiteApp.RunOptions.WebSiteUrl </p> <p>UserName: = WebSiteApp.RunOptions.UserName </p> </body>下面的代碼就可以實現(xiàn)：在XML修改后，瀏覽頁面就能立即看到最新的參數(shù)值：
public static class WebSiteApp {private static readonly string RunOptionsCacheKey = Guid.NewGuid().ToString(); public static RunOptions RunOptions { get { // 首先嘗試從緩存中獲取運行參數(shù) RunOptions options = HttpRuntime.Cache[RunOptionsCacheKey] as RunOptions; if( options == null ) { // 緩存中沒有，則從文件中加載 string path = HttpContext.Current.Server.MapPath("~/App_Data/RunOptions.xml"); options = RwConfigDemo.XmlHelper.XmlDeserializeFromFile<RunOptions>(path, Encoding.UTF8); // 把從文件中讀到的結果放入緩存，并設置與文件的依賴關系。 CacheDependency dep = new CacheDependency(path); // 如果您的參數(shù)較復雜，與多個文件相關，那么也可以使用下面的方式，傳遞多個文件路徑。 //CacheDependency dep = new CacheDependency(new string[] { path }); HttpRuntime.Cache.Insert(RunOptionsCacheKey, options, dep); } return options; } } }注意：這里仍然是在使用CacheDependency，只是我們現(xiàn)在是給它的構造函數(shù)的第一個參數(shù)傳遞要依賴的文件名。
在即將結束對緩存的依賴介紹之前，還要補充二點：
1. CacheDependency還支持【嵌套】，即：CacheDependency的構造函數(shù)中支持傳入其它的CacheDependency實例，這樣可以構成一種非常復雜的樹狀依賴關系。
2. 緩存依賴的對象還可以是SQL SERVER，具體可參考SqlCacheDependency
緩存項的移除優(yōu)先級
緩存的做法有很多種，一個靜態(tài)變量也可以稱為是一個緩存。一個靜態(tài)的集合就是一個緩存的容器了。 我想很多人都用Dictionary，List，或者Hashtable做過緩存容器，我們可以使用它們來保存各種數(shù)據(jù)，改善程序的性能。 一般情況下，如果我們直接使用這類集合去緩存各類數(shù)據(jù)，那么，那些數(shù)據(jù)所占用的內存將不會被回收，哪怕它們的使用機會并不是很多。 當緩存數(shù)據(jù)越來越多時，它們所消耗的內存自然也會越來越多。那么，能不能在內存不充足時，釋放掉一些訪問不頻繁的緩存項呢？
這個問題也確實是個較現(xiàn)實的問題。雖然，使用緩存會使用程序運行更快，但是，我們數(shù)據(jù)會無限大，不可能統(tǒng)統(tǒng)緩存起來， 畢竟，內存空間是有限的。因此，我們可以使用前面所說的基于一段時間內不再訪問就 刪除的策略來解決這個問題。 然而，在我們編碼時，根本不知道我們的程序會運行在什么配置標準的計算機上，因此，根本不可能會對內存的大小作出任何假設， 此時，我們可能會希望當緩存占用過多的內存時，且當內存不夠時，能自動移除一些不太重要的緩存項，這或許也比較有意義。
對于這個需求，在.net framework提供了二種解決辦法，一種是使用WeakReference類，另一種是使用Cache 。 不過，既然我們是在使用ASP.NET，選擇Cache當然會更方便。 在Cache的Add, Insert方法的某些重載版本中，可以指定緩存項的保存優(yōu)先級策略，由參數(shù)CacheItemPriority priority來傳入。 其中，CacheItemPriority是一個枚舉類型，它包含了如下枚舉值：
// 指定 Cache 對象中存儲的項的相對優(yōu)先級。 public enum CacheItemPriority {// 在服務器釋放系統(tǒng)內存時，具有該優(yōu)先級級別的緩存項最有可能被從緩存刪除。Low = 1, // 在服務器釋放系統(tǒng)內存時，具有該優(yōu)先級級別的緩存項比分配了 CacheItemPriority.Normal // 優(yōu)先級的項更有可能被從緩存刪除。 BelowNormal = 2, // 在服務器釋放系統(tǒng)內存時，具有該優(yōu)先級級別的緩存項很有可能被從緩存刪除， // 其被刪除的可能性僅次于具有 CacheItemPriority.Low // 或 CacheItemPriority.BelowNormal 優(yōu)先級的那些項。這是默認選項。 Normal = 3, // 緩存項優(yōu)先級的默認值為 CacheItemPriority.Normal。 Default = 3, // 在服務器釋放系統(tǒng)內存時，具有該優(yōu)先級級別的緩存項被刪除的可能性 // 比分配了 CacheItemPriority.Normal 優(yōu)先級的項要小。 AboveNormal = 4, // 在服務器釋放系統(tǒng)內存時，具有該優(yōu)先級級別的緩存項最不可能被從緩存刪除。 High = 5, // 在服務器釋放系統(tǒng)內存時，具有該優(yōu)先級級別的緩存項將不會被自動從緩存刪除。 // 但是，具有該優(yōu)先級級別的項會根據(jù)項的絕對到期時間或可調整到期時間與其他項一起被移除。 NotRemovable = 6, }說明：當我們調用Cache的Add, Insert方法時，如果不指定CacheItemPriority選項，最終使用Normal所代表的優(yōu)先級。 如果我們希望將某個可能不太重要的數(shù)據(jù)放入緩存時，可以指定優(yōu)先級為Low或者BelowNormal。 如果想讓緩存項在內存不足時，也不會被移除（除非到期或者依賴項有改變），可使用NotRemovable。
顯然，我們可以使用這個特性來控制緩存對內存壓力的影響。 其它的緩存方案，如static Collection + WeakReference也較難實現(xiàn)這樣靈活的控制。
緩存項的移除通知
ASP.NET Cache與一些static變量所實現(xiàn)的緩存效果并不相同，它的緩存項是可以根據(jù)一些特定的條件失效的，那些失效的緩存將會從內存中移除。 雖然，某些移除條件并不是由我們的代碼直接解發(fā)的，但ASP.NET還是提供一種方法讓我們可以在緩存項在移除時，能通知我們的代碼。
注意哦：ASP.NET Cache支持移除【前】通知 和 移除【后】通知二種通知方式。
我們可以在調用Add, Insert方法時，通過參數(shù)onRemoveCallback傳遞一個CacheItemRemovedCallback類型的委托，以便在移除指定的緩存項時， 能夠通知我們。這個委托的定義如下：
/// <summary> /// 定義在從 System.Web.Caching.Cache 移除緩存項時通知應用程序的回調方法。 /// </summary> /// <param name="key">從緩存中移除的鍵（當初由Add, Insert傳入的）。</param> /// <param name="value">與從緩存中移除的鍵關聯(lián)的緩存項（當初由Add, Insert傳入的）。</param> /// <param name="reason">從緩存移除項的原因。 </param> public delegate void CacheItemRemovedCallback(string key, object value, CacheItemRemovedReason reason); // 指定從 System.Web.Caching.Cache 對象移除項的原因。 public enum CacheItemRemovedReason { // 該項是通過指定相同鍵的 Cache.Insert(System.String,System.Object) // 方法調用或 Cache.Remove(System.String) 方法調用從緩存中移除的。 Removed = 1, // 從緩存移除該項的原因是它已過期。 Expired = 2, // 之所以從緩存中移除該項，是因為系統(tǒng)要通過移除該項來釋放內存。 Underused = 3, // 從緩存移除該項的原因是與之關聯(lián)的緩存依賴項已更改。 DependencyChanged = 4, } 委托的各個參數(shù)的含義以及移除原因，在注釋中都有明確的解釋，我也不再重復了。
我想：有很多人知道Cache的Add, Insert方法有這個參數(shù)，也知道有這個委托，但是，它們有什么用呢？ 在后面的二個小節(jié)中，我將提供二個示例來演示這一強大的功能。
通常，我們會以下面這種方式從Cache中獲取結果：
RunOptions options = HttpRuntime.Cache[RunOptionsCacheKey] as RunOptions; if( options == null ) { // 緩存中沒有，則從文件中加載 // .................................. HttpRuntime.Cache.Insert(RunOptionsCacheKey, options, dep); } return options;這其實也是一個慣用法了：先嘗試從緩存中獲取，如果沒有，則從數(shù)據(jù)源中加載，并再次放入緩存。
為什么會在訪問Cache時返回null呢？答案無非就是二種原因：1. 根本沒有放入Cache，2. 緩存項失效被移除了。
這種寫法本身是沒有問題，可是，如果從數(shù)據(jù)源中加載數(shù)據(jù)的時間較長，情況會怎樣呢？
顯然，會影響后面第一次的訪問請求。您有沒有想過，如果緩存項能一直放在Cache中，那不就可以了嘛。 是的，通常來說，只要您在將一個對象放入Cache時，不指定過期時間，不指定緩存依賴，且設置為永不移除，那么對象確實會一直在Cache中， 可是，過期時間和緩存依賴也很有用哦。如何能二者兼得呢？
與 CacheItemRemovedReason 枚舉不同，此枚舉不包含 Removed 或 Underused 值?？筛碌木彺骓検遣豢梢瞥?#xff0c;因而絕不會被 ASP.NET 自動移除，即使需要釋放內存也是如此。
再一次提醒：有時我們確實需要緩存失效這個特性，但是，緩存失效后會被移除。 雖然我們可以讓后續(xù)的請求在獲取不到緩存數(shù)據(jù)時，從數(shù)據(jù)源中加載，也可以在CacheItemRemovedCallback回調委托中， 重新加載緩存數(shù)據(jù)到Cache中，但是在數(shù)據(jù)的加載過程中，Cache并不包含我們所期望的緩存數(shù)據(jù)，如果加載時間越長，這種【空缺】效果也會越明顯。?這樣會影響（后續(xù)的）其它請求的訪問。為了保證讓我們所期望的緩存數(shù)據(jù)能夠一直存在于Cahce中，且仍有失效機制，我們可以使用【移除前通知】功能。
巧用緩存項的移除通知 實現(xiàn)【延遲操作】
我看過一些ASP.NET的書，也看過一些人寫的關于Cache方面的文章，基本上，要么是一帶而過，要么只是舉個毫無實際意義的示例。 可惜啊，這么強大的特性，我很少見到有人把它用起來。
今天，我就舉個有實際意義的示例，再現(xiàn)Cache的強大功能！
我有這樣一個頁面，可以讓用戶調整（上下移動）某個項目分支記錄的上線順序：
當用戶需要調整某條記錄的位置時，頁面會彈出一個對話框，要求輸入一個調整原因，并會發(fā)郵件通知所有相關人員。
由于界面的限制，一次操作（點擊上下鍵頭）只是將一條記錄移動一個位置，當要對某條記錄執(zhí)行跨越多行移動時，必須進行多次移動。 考慮到操作的方便性以及不受重復郵件的影響，程序需要實現(xiàn)這樣一個需求： 頁面只要求輸入一次原因便可以對一條記錄執(zhí)行多次移動操作，并且不要多次發(fā)重復郵件，而且要求將最后的移動結果在郵件中發(fā)出來。
這個需求很合理，畢竟誰都希望操作簡單。
那么如何實現(xiàn)這個需求呢？這里要從二個方面來實現(xiàn)，首先，在頁面上我們應該要完成這個功能，對一條記錄只彈一次對話框。 由于頁面與服務端的交互全部采用Ajax方式進行（不刷新），狀態(tài)可以采用JS變量來維持，所以這個功能在頁面中是很容易實現(xiàn)。 再來看一下服務端，由于服務端并沒有任何狀態(tài)，當然也可以由頁面把它的狀態(tài)傳給服務端，但是，哪次操作是最后一次呢？ 顯然，這是無法知道的，最后只能修改需求，如果用戶在2分鐘之內不再操作某條記錄時，便將最近一次操作視為最后一次操作。
基于新的需求，程序必須記錄用戶的最近一次操作，以便在2分鐘不操作后，發(fā)出一次郵件，但要包含第一次輸入的原因， 還應包含最后的修改結果哦。
該怎么實現(xiàn)這個需求呢？ 我立即就想到了ASP.NET Cache，因為我了解它，知道它能幫我完成這個功能。下面我來說說在服務端是如何實現(xiàn)的。
整個實現(xiàn)的思路是：
1. 客戶端頁面還是每次將記錄的RowGuid, 調整方向，調整原因，這三個參數(shù)發(fā)到服務端。
2. 服務端在處理完順序調整操作后，將要發(fā)送的郵件信息Insert到Cache中，同時提供slidingExpiration和onRemoveCallback參數(shù)。
3. 在CacheItemRemovedCallback回調委托中，忽略CacheItemRemovedReason.Removed的通知，如果是其它的通知，則發(fā)郵件。
為了便于理解，我特意為大家準備了一個示例。整個示例由三部分組成：一個頁面，一個JS文件，服務端代碼。先來看頁面代碼：?
頁面的顯示效果如下：
處理頁面中二個按鈕的JS代碼如下：?
// 用戶輸入的調整記錄的原因 var g_reason = null;$(function(){$("#btnMoveUp").click( function() { MoveRec(-1); } ); $("#btnMoveDown").click( function() { MoveRec(1); } ); }); function MoveRec(direction){ if( ~~($("#spanSequence").text()) + direction < 0 ){ alert("已經不能上移了。"); return; } if( g_reason == null ){ g_reason = prompt("請輸入調整記錄順序的原因：", "由于什么什么原因，我要調整..."); if( g_reason == null ) return; } $.ajax({ url: "/AjaxDelaySendMail/MoveRec.fish", data: { RowGuid: $("#spanRowGuid").text(), Direction: direction, Reason: g_reason }, type: "POST", dataType: "text", success: function(responseText){ $("#spanSequence").text(responseText); } }); }說明：在服務端，我使用了我在【用Asp.net寫自己的服務框架】那篇博客中提供的服務框架， 服務端的全部代碼是這個樣子的：（注意代碼中的注釋）?
/// <summary> /// 移動記錄的相關信息。 /// </summary> public class MoveRecInfo {public string RowGuid; public int Direction; public string Reason; } [MyService] public class AjaxDelaySendMail { [MyServiceMethod] public int MoveRec(MoveRecInfo info) { // 這里就不驗證從客戶端傳入的參數(shù)了。實際開發(fā)中這個是必須的。 // 先來調整記錄的順序，示例程序沒有數(shù)據(jù)庫，就用Cache來代替。 int sequence = 0; int.TryParse(HttpRuntime.Cache[info.RowGuid] as string, out sequence); // 簡單地示例一下調整順序。 sequence += info.Direction; HttpRuntime.Cache[info.RowGuid] = sequence.ToString(); string key = info.RowGuid +"_DelaySendMail"; // 這里我不直接發(fā)郵件，而是把這個信息放入Cache中，并設置2秒的滑過過期時間，并指定移除通知委托 // 將操作信息放在緩存，并且以覆蓋形式放入，這樣便可以實現(xiàn)保存最后狀態(tài)。 // 注意：這里我用Insert方法。 HttpRuntime.Cache.Insert(key, info, null, Cache.NoAbsoluteExpiration, TimeSpan.FromMinutes(2.0), CacheItemPriority.NotRemovable, MoveRecInfoRemovedCallback); return sequence; } private void MoveRecInfoRemovedCallback(string key, object value, CacheItemRemovedReason reason) { if( reason == CacheItemRemovedReason.Removed ) return; // 忽略后續(xù)調用HttpRuntime.Cache.Insert()所觸發(fā)的操作 // 能運行到這里，就表示是肯定是緩存過期了。 // 換句話說就是：用戶2分鐘再也沒操作過了。 // 從參數(shù)value取回操作信息 MoveRecInfo info = (MoveRecInfo)value; // 這里可以對info做其它的處理。 // 最后發(fā)一次郵件。整個延遲發(fā)郵件的過程就處理完了。 MailSender.SendMail(info); } }為了能讓JavaScript能直接調用C#中的方法，還需要在web.config中加入如下配置：
<httpHandlers><add path="*.fish" verb="*" validate="false" type="MySimpleServiceFramework.AjaxServiceHandler"/> </httpHandlers>好了，示例代碼就是這些。如果您有興趣，可以在本文的結尾處下載這些示例代碼，自己親自感受一下利用Cache實現(xiàn)的【延遲處理】的功能。
其實這種【延遲處理】的功能是很有用的，比如還有一種適用場景：有些數(shù)據(jù)記錄可能需要頻繁更新，如果每次更新都去寫數(shù)據(jù)庫，肯定會對數(shù)據(jù)庫造成一定的壓力，?但由于這些數(shù)據(jù)也不是特別重要，因此，我們可以利用這種【延遲處理】來將寫數(shù)據(jù)庫的時機進行合并處理， 最終我們可以實現(xiàn)：將多次的寫入變成一次或者少量的寫入操作，我稱這樣效果為：延遲合并寫入
這里我就對數(shù)據(jù)庫的延遲合并寫入提 供一個思路：將需要寫入的數(shù)據(jù)記錄放入Cache，調用Insert方法并提供slidingExpiration和onRemoveCallback參 數(shù)， 然后在CacheItemRemovedCallback回調委托中，模仿我前面的示例代碼，將多次變成一次。不過，這樣可能會有一個問題：如果數(shù)據(jù)是一 直在修改，那么就一直不會寫入數(shù)據(jù)庫。 最后如果網站重啟了，數(shù)據(jù)可能會丟失。如果擔心這個問題，那么，可以在回調委托中，遇到CacheItemRemovedReason.Removed 時，使用計數(shù)累加的方式，當?shù)竭_一定數(shù)量后， 再寫入數(shù)據(jù)庫。比如：遇到10次CacheItemRemovedReason.Removed我就寫一次數(shù)據(jù)庫，這樣就會將原來需要寫10次的數(shù)據(jù)庫操 作變成一次了。 當然了，如果是其它移除原因，寫數(shù)據(jù)庫總是必要的。注意：對于金額這類敏感的數(shù)據(jù)，絕對不要使用這種方法。
再補充二點：
1. 當CacheItemRemovedCallback回調委托被調用時，緩存項已經不在Cache中了。
2. 在CacheItemRemovedCallback回調委托中，我們還可以將緩存項重新放入緩存。
有沒有想過：這種設計可以構成一個循環(huán)？如果再結合參數(shù)slidingExpiration便可實現(xiàn)一個定時器的效果。
關于緩存的失效時間，我要再提醒一點：通過absoluteExpiration, slidingExpiration參數(shù)所傳入的時間，當緩存時間生效時，緩存對象并不會立即移除，?ASP.NET Cache大約以20秒的頻率去檢查這些已過時的緩存項。
巧用緩存項的移除通知 實現(xiàn)【自動加載配置文件】
在本文的前部分的【文件依賴】小節(jié)中，有一個示例演示了：當配置文件更新后，頁面可以顯示最新的修改結果。 在那個示例中，為了簡單，我直接將配置參數(shù)放在Cache中，每次使用時再從Cache中獲取。 如果配置參數(shù)較多，這種做法或許也會影響性能，畢竟配置參數(shù)并不會經常修改，如果能直接訪問一個靜態(tài)變量就能獲取到，應該會更快。 通常，我們可能會這樣做：
private static RunOptions s_RunOptions;public static RunOptions RunOptions {// s_RunOptions 的初始化放在Init方法中了，會在Global.asax的Application_Start事件中調用。get { return s_RunOptions; } } public static RunOptions LoadRunOptions() { string path = Path.Combine(AppDataPath, "RunOptions.xml"); return RwConfigDemo.XmlHelper.XmlDeserializeFromFile<RunOptions>(path, Encoding.UTF8); }但是，這種做法有一缺點就是：不能在配置文件更新后，自動加載最新的配置結果。
為了解決這個問題，我們可以使用Cache提供的文件依賴以及移除通知功能。 前面的示例演示了移除后通知功能，這里我再演示一下移除前通知功能。
說明：事實上，完成這個功能，可以仍然使用移除后通知，只是移除前通知我還沒有演示，然而，這里使用移除前通知并沒有顯示它的獨有的功能。
下面的代碼演示了在配置文件修改后，自動更新運行參數(shù)的實現(xiàn)方式：（注意代碼中的注釋）
private static int s_RunOptionsCacheDependencyFlag = 0;public static RunOptions LoadRunOptions() {string path = Path.Combine(AppDataPath, "RunOptions.xml"); // 注意啦：訪問文件是可能會出現(xiàn)異常。不要學我，我寫的是示例代碼。 RunOptions options = RwConfigDemo.XmlHelper.XmlDeserializeFromFile<RunOptions>(path, Encoding.UTF8); int flag = System.Threading.Interlocked.CompareExchange(ref s_RunOptionsCacheDependencyFlag, 1, 0); // 確保只調用一次就可以了。 if( flag == 0 ) { // 讓Cache幫我們盯住這個配置文件。 CacheDependency dep = new CacheDependency(path); HttpRuntime.Cache.Insert(RunOptionsCacheKey, "Fish Li", dep, Cache.NoAbsoluteExpiration, Cache.NoSlidingExpiration, RunOptionsUpdateCallback); } return options; } public static void RunOptionsUpdateCallback( string key, CacheItemUpdateReason reason, out object expensiveObject, out CacheDependency dependency, out DateTime absoluteExpiration, out TimeSpan slidingExpiration) { // 注意哦：在這個方法中，不要出現(xiàn)【未處理異?！?#xff0c;否則緩存對象將被移除。 // 說明：這里我并不關心參數(shù)reason，因為我根本就沒有使用過期時間 // 所以，只有一種原因：依賴的文件發(fā)生了改變。 // 參數(shù)key我也不關心，因為這個方法是【專用】的。 expensiveObject = "http://www.cnblogs.com/fish-li/"; dependency = new CacheDependency(Path.Combine(AppDataPath, "RunOptions.xml")); absoluteExpiration = Cache.NoAbsoluteExpiration; slidingExpiration = Cache.NoSlidingExpiration; // 重新加載配置參數(shù) s_RunOptions = LoadRunOptions(); }改動很小，只是LoadRunOptions方法做了修改了而已，但是效果卻很酷。
還記得我在上篇博客【在.net中讀寫config文件的各種方法】的結尾處留下來的問題嗎？ 這個示例就是我的解決方案。
文件監(jiān)視技術的選擇
對于文件監(jiān)視，我想有人或許會想到FileSystemWatcher。正好我就來說說關于【文件監(jiān)視技術】的選擇問題。
說明，本文所有結論均為我個人的觀點，僅供參考。
這個組件，早在做WinForm開發(fā)時就用過了，對它也是印象比較深的。
它有一個包裝不好的地方是：事件會重復發(fā)出。比如：一次文件的保存操作，它卻引發(fā)了二次事件。
什么，你不信？ 正好，我還準備了一個示例程序。
說明：圖片中顯示了發(fā)生過二次事件，但我只是在修改了文件后，做了一次保存操作而已。 本文的結尾處有我的示例程序，您可以自己去試一下。這里為了方便，還是貼出相關代碼：?
private void Form1_Shown(object sender, EventArgs e) {this.fileSystemWatcher1.Path = Environment.CurrentDirectory; this.fileSystemWatcher1.Filter = "RunOptions.xml"; this.fileSystemWatcher1.NotifyFilter = System.IO.NotifyFilters.LastWrite; this.fileSystemWatcher1.EnableRaisingEvents = true; } private void fileSystemWatcher1_Changed(object sender, System.IO.FileSystemEventArgs e) { string message = string.Format("{0} {1}.", e.Name, e.ChangeType); this.listBox1.Items.Add(message); }對于這個類的使用，只想說一點：會引發(fā)的事件很多，因此一定要注意過濾。以下引用MSDN的一段說明：
Windows 操作系統(tǒng)在 FileSystemWatcher 創(chuàng)建的緩沖區(qū)中通知組件文件發(fā)生更改。如果短時間內有很多更改，則緩沖區(qū)可能會溢出。這將導致組件失去對目錄更改的跟蹤，并且它將只提供一般性通知。使用 InternalBufferSize 屬性來增加緩沖區(qū)大小的開銷較大，因為它來自無法換出到磁盤的非頁面內存，所以應確保緩沖區(qū)大小適中（盡量小，但也要有足夠大小以便不會丟失任何文件更改 事件）。若要避免緩沖區(qū)溢出，請使用 NotifyFilter 和 IncludeSubdirectories 屬性，以便可以篩選掉不想要的更改通知。
幸運的是，ASP.NET Cache并沒有使用這個組件，我們不用擔心文件依賴而引發(fā)的重復操作問題。 它直接依賴于webengine.dll所提供的API，因此，建議在ASP.NET應用程序中，優(yōu)先使用Cache所提供的文件依賴功能。
各種緩存方案的共存
ASP.NET Cache是一種緩存技術，然而，我們在ASP.NET程序中還可以使用其它的緩存技術， 這些不同的緩存也各有各自的長處。由于ASP.NET Cache不能提供對外訪問能力，因此，它不可能取代以memcached為代表的分布式緩存技術， 但它由于是不需要跨進程訪問，效率也比分布式緩存的速度更快。如果將ASP.NET Cache設計成【一級緩存】， 分布式緩存設計成【二級緩存】，就像CPU的緩存那樣，那么將能同時利用二者的所有的優(yōu)點，實現(xiàn)更完美的功能以及速度。
其實緩存是沒有一個明確定義的技術，一個static變量也是一個緩存，一個static集合就是一個緩存容器了。 這種緩存與ASP.NET Cache相比起來，顯然static變量的訪問速度會更快，如果static集合不是設計得很差的話， 并發(fā)的沖突也可能會比ASP.NET Cache小，也正是因為這一點，static集合也有著廣泛的使用。 然而，ASP.NET Cache的一些高級功能，如：過期時間，緩存依賴（包含文件依賴），移除通知，也是static集合不具備的。 因此，合理地同時使用它們，會讓程序有著最好的性能，也同時擁有更強大的功能。
轉載于:https://www.cnblogs.com/xhety/p/3986782.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的ASP.NET 缓存技术分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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