ASP.NET狀緩存Cache的應(yīng)用-提高數(shù)據(jù)庫讀取速度 原文:ASP.NET狀緩存Cache的應(yīng)用-提高數(shù)據(jù)庫讀取速度

一、 Cache概述
??
????既然緩存中的數(shù)據(jù)其實是來自數(shù)據(jù)庫的，那么緩存中的數(shù)據(jù)如何和數(shù)據(jù)庫進(jìn)行同步呢？一般來說，緩存中應(yīng)該存放改動不大或者對數(shù)據(jù)的實時性沒有太多要求的數(shù)據(jù)。這樣，我們只需要定期更新緩存就可以了。相反，如果緩存的更新頻率過快的話，使用緩存的意義就不是很大了，因此更新緩存的時候需要一次性從數(shù)據(jù)庫中讀取大量的數(shù)據(jù)，過于頻繁地更新緩存反而加重了數(shù)據(jù)庫的負(fù)擔(dān)。
那么ASP.NET中的Cache又提供了哪些緩存的過期策略呢？
· 永不過期。和Application一樣，緩存永不過期。
· 絕對時間過期。緩存在某一時間過期，比如5分鐘后。
· 變化時間過期（平滑過期）。緩存在某一時間內(nèi)未訪問則超時過期，這個和Session有點類似，比如我們可以設(shè)定緩存5分鐘沒有人訪問則過期。
· 依賴過期。緩存依賴于數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)或者文件中的內(nèi)容。一旦數(shù)據(jù)庫中某些表的數(shù)據(jù)發(fā)生變動或者文件內(nèi)容發(fā)生變動，則緩存自動過期。
緩存過期后我們就要更新緩存了，ASP.NET提供了兩種更新策略。
· 被動更新。緩存過期以后手動進(jìn)行更新。
· 主動更新。緩存過期以后在回調(diào)方法中更新。


二、 Cache性能與過期策略


首先，在頁面上添加兩個按鈕，并雙擊按鈕實現(xiàn)Click事件處理方法。

程序代碼 <asp:Button ID="btn_GetDataFromCache" runat="server" OnClick="btn_GetData_Click"
Text="從緩存中讀取數(shù)據(jù)" />
<asp:Button ID="btn_GetDataFromDb" runat="server" OnClick="btn_GetDataFromDb_Click"
Text="從數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)" />

第一個按鈕實現(xiàn)從緩存讀取數(shù)據(jù)。

注意：本例需要using以下命名空間。

程序代碼 using System.Diagnostics; // 用于精確測定時間間隔
using System.Web.Caching; // 用于緩存的策略
using System.IO;?? // 用于文件操作

protected void btn_GetData_Click(object sender, EventArgs e)
{
????InsertRecord();
????Stopwatch sw=new Stopwatch();
????sw.Start();
????if (Cache["Data"]==null)
????{
????????Response.Write("緩存無效<br/>");
????}
????else
????{
????????DataSet ds = Cache["Data"] as DataSet;
????????Response.Write(string.Format("查詢結(jié)果：{0}<br/>", ds.Tables[0].Rows[0][0]));
????????Response.Write(string.Format("耗費時間：{0}<br/>", sw.ElapsedTicks));
????}
}在這里有幾點需要說明。
· 一開始的InsertRecord()方法是我們自己創(chuàng)建的，用來向數(shù)據(jù)庫插入一條記錄。這樣，我們就能看出來數(shù)據(jù)是否是從緩存中讀取的了。
InsertRecord()方法如下：

程序代碼 private void InsertRecord()
{
????using (SqlConnection conn = new SqlConnection(@"server=(local)\SQLEXPRESS;
????database=Forum;Trusted_Connection=True"))
????{
????????conn.Open();
????????using (SqlCommand cmd = new SqlCommand("Insert into CacheTest (Test) values
?????? ('Test')", conn))
????????{
????????????cmd.ExecuteNonQuery();
????????}
????}
}
· 如果緩存存在則輸出查詢結(jié)果和查詢耗費的時間，如果緩存不存在則輸出“緩存無效”。
· Stopwatch類用于精確測定逝去的時間，ElapsedTicks屬性返回了間隔的計數(shù)器刻度，所謂計數(shù)器刻度就是系統(tǒng)的計數(shù)器走過了多少次。當(dāng)然，Stopwatch還有ElapsedMilliseconds能返回間隔的總毫秒數(shù)。之所以使用ElapsedTicks，因為它是一個更小的時間單位。
第二個按鈕直接從數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)。

程序代碼 protected void btn_GetDataFromDb_Click(object sender, EventArgs e)
{
????InsertRecord();
????Stopwatch sw = new Stopwatch();
????sw.Start();
????DataSet ds = GetData();
????Response.Write(string.Format("查詢結(jié)果：{0}<br/>", ds.Tables[0].Rows[0][0]));
????Response.Write(string.Format("耗費時間：{0}<br/>", sw.ElapsedTicks));
}在這里，我們把讀取數(shù)據(jù)的操作使用一個GetData()方法進(jìn)行了封裝，方法實現(xiàn)如下：

程序代碼 private DataSet GetData()
{
????DataSet ds = new DataSet();
????using (SqlConnection conn = new SqlConnection(@"server=(local)\SQLEXPRESS;
????database=Forum;Trusted_Connection=True"))
????{
????????SqlDataAdapter da = new SqlDataAdapter("select count(*) from CacheTest", conn);
????????da.Fill(ds);????????????
????}
????return ds;
}
為了能體現(xiàn)出緩存的效率，我們在Forum數(shù)據(jù)庫中又新建立了一個CacheTest數(shù)據(jù)表，表結(jié)構(gòu)很簡單，如圖4-1所示。

圖4-1??CacheTest表結(jié)構(gòu)
我們在表中插入了10萬條以上的記錄，使得表的大小達(dá)到了100MB左右。
運行程序，單擊“從數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)”按鈕，如圖4-2所示，

圖4-2 從數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)需要花費大量的時間

我們可以看到，這個操作耗費了相當(dāng)多的時間。
因為我們直接從數(shù)據(jù)庫讀取count(*)，所以每次單擊按鈕查詢結(jié)果顯示的數(shù)字都會+1。現(xiàn)在你單擊“從緩存中讀取數(shù)據(jù)”肯定是顯示“緩存無效”，因為我們還沒有添加任何緩存。
然后，我們在頁面上添加三個按鈕并雙擊按鈕創(chuàng)建事件處理方法，三個按鈕使用不同的過期策略添加緩存。

程序代碼 <asp:Button ID="btn_InsertNoExpirationCache" runat="server" Text="插入永不過期緩存"
OnClick="btn_InsertNoExpirationCache_Click" />
<asp:Button ID="btn_InsertAbsoluteExpirationCache" runat="server" Text="插入絕對時間
過期緩存" OnClick="btn_InsertAbsoluteExpirationCache_Click" />
<asp:Button ID="btn_InsertSlidingExpirationCache" runat="server" Text="插入變化時間
過期緩存" OnClick="btn_InsertSlidingExpirationCache_Click" />
三個按鈕的Click事件處理方法如下：

程序代碼 protected void btn_InsertNoExpirationCache_Click(object sender, EventArgs e)
{
????DataSet ds = GetData();
????Cache.Insert("Data", ds);
}
protected void btn_InsertAbsoluteExpirationCache_Click(object sender, EventArgs e)
{
????DataSet ds = GetData();
????Cache.Insert("Data", ds,null, DateTime.Now.AddSeconds(10), TimeSpan.Zero);
}
protected void btn_InsertSlidingExpirationCache_Click(object sender, EventArgs e)
{
????DataSet ds = GetData();
????Cache.Insert("Data", ds, null, DateTime.MaxValue, TimeSpan.FromSeconds(10));
}我們來分析一下這三種過期策略。
· 永不過期。直接賦值緩存的Key和Value即可
· 絕對時間過期。DateTime.Now.AddSeconds(10)表示緩存在10秒后過期，TimeSpan.Zero表示不使用平滑過期策略。
· 變化時間過期（平滑過期）。DateTime.MaxValue表示不使用絕對時間過期策略，TimeSpan.FromSeconds(10)表示緩存連續(xù)10秒沒有訪問就過期。
在這里，我們都使用了Insert()方法來添加緩存。其實，Cache還有一個Add()方法也能向緩存中添加項。不同之處在于Add()方法只能添加緩存中沒有的項，如果添加緩存中已有的項將失敗（但不會拋出異常），而Insert()方法能覆蓋原來的項。
注意：和Application不同，這里不需要使用在插入緩存的時候進(jìn)行鎖操作，Cache會自己處理???? 并發(fā)。
現(xiàn)在，我們就可以打開頁面對這三種過期策略進(jìn)行測試了。
1．單擊“從緩存中讀取數(shù)據(jù)”按鈕，提示“緩存無效”。
2．單擊“從數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)”按鈕，查詢結(jié)果顯示現(xiàn)在記錄總數(shù)為100646。
3．單擊“插入永不過期緩存”按鈕，然后連續(xù)單擊“從緩存中讀取數(shù)據(jù)”按鈕，可以發(fā)現(xiàn)，無論過去多久，緩存始終沒有過期，而且觀察記錄查詢結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)值始終沒有發(fā)生變化。不同的是，從緩存中讀取數(shù)據(jù)的效率比從數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)提高了幾個數(shù)量級，如圖4-3所示，你可以和圖4-2進(jìn)行比較。

圖4-3??從緩存中讀取數(shù)據(jù)所花費的時間
4．單擊“插入絕對時間過期緩存”，然后連續(xù)單擊“從緩存中讀取數(shù)據(jù)”按鈕，大約10秒過期后，頁面提示“緩存無效”，說明緩存過期了。
5．單擊“插入變化時間過期緩存”，然后連續(xù)單擊“從緩存中讀取數(shù)據(jù)”按鈕，緩存始終不過期，如果我們等待10秒后再去單擊按鈕，頁面提示“緩存無效”，說明緩存過期了。
我們再來看一下依賴過期策略。所謂依賴過期就是緩存的依賴項（比如一個文件）的內(nèi)容改變之后緩存也就失效了。由于篇幅關(guān)系，這里只介紹文件依賴。我們在頁面上再加兩個按鈕并雙擊按鈕添加Click事件處理方法。

程序代碼 <asp:Button ID="btn_ModifyFile" runat="server" Text="修改文件" OnClick="btn_ModifyFile_
Click" />
<asp:Button ID="btn_AddFileDependencyCache" runat="server" Text="插入文件依賴緩存"
OnClick="btn_AddFileDependencyCache_Click" />

在本例中，我們將使緩存依賴一個txt文本文件。因此，首先在項目中添加一個test.txt文本文件。單擊“修改文件”按鈕實現(xiàn)文件的修改。

程序代碼 protected void btn_ModifyFile_Click(object sender, EventArgs e)
{
????FileStream fs = new FileStream(Server.MapPath("test.txt"), FileMode.Append,
????FileAccess.Write);
????StreamWriter sw = new StreamWriter(fs);
????sw.WriteLine(DateTime.Now.ToString());
????sw.Close();
????fs.Close();
}

我們通過在文件的最后寫入當(dāng)前的時間來修改文件。插入文件依賴緩存按鈕的事件處理方法如下：

程序代碼 protected void btn_AddFileDependencyCache_Click(object sender, EventArgs e)
{
????CacheDependency cd = new CacheDependency(Server.MapPath("test.txt"));
????DataSet ds = GetData();
????Cache.Insert("Data", ds, cd);
}添加文件依賴緩存同樣簡單，通過CacheDependency關(guān)聯(lián)了一個文件依賴。
現(xiàn)在就可以打開頁面進(jìn)行測試了。
1．單擊“從緩存中讀取數(shù)據(jù)”按鈕，提示“緩存無效”。
2．單擊“從數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)”按鈕，查詢結(jié)果顯示現(xiàn)在記錄總數(shù)為100710。
3．單擊“插入文件依賴緩存”按鈕，然后連續(xù)單擊“從緩存中讀取數(shù)據(jù)”按鈕，可以發(fā)現(xiàn)，無論過去多久，緩存始終沒有過期，而且觀察記錄查詢結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)值始終沒有發(fā)生變化。
4．單擊“修改文件”按鈕，然后單擊“從緩存中讀取數(shù)據(jù)”按鈕，提示“緩存無效”。由于文件已經(jīng)修改了，依賴這個文件的緩存立刻失效了。


三、??Cache的更新策略
最后，我們來討論緩存的更新策略。在Web程序中我們通常會使用被動更新。所謂被動更新，就是在調(diào)用數(shù)據(jù)的時候判斷緩存是否為空，如果為空則先更新緩存然后再從緩存中讀取數(shù)據(jù)，如果不為空則直接從緩存中讀取數(shù)據(jù)。可以把“從緩存中讀取數(shù)據(jù)”按鈕的Click事件處理方法修改成如下，實現(xiàn)被動更新。


程序代碼 protected void btn_GetData_Click(object sender, EventArgs e)
{
????InsertRecord();
????DataSet ds = new DataSet();
????Stopwatch sw = new Stopwatch();
????sw.Start();
????if (Cache["Data"] == null)
????{
????????ds = GetData();
????????Cache.Insert("Data", ds, null, DateTime.Now.AddSeconds(10), TimeSpan.Zero);
????}
????else
????{
????????ds = Cache["Data"] as DataSet;
????}
????Response.Write(string.Format("查詢結(jié)果：{0}<br/>", ds.Tables[0].Rows[0][0]));??
????Response.Write(string.Format("耗費時間：{0}<br/>", sw.ElapsedTicks));
}
我們可以看出，如果沒有人訪問數(shù)據(jù)緩存是不會更新的，只有緩存被訪問的時候發(fā)現(xiàn)緩存無效才會去更新。這樣很明顯的一個缺點就是，如果緩存過期了更新操作將花費很長時間，這個時候的查詢也需要花費很多時間。我們可以利用緩存的回調(diào)功能讓緩存過期后自動續(xù)建實現(xiàn)自動更新的目的。

程序代碼 protected void btn_InsertActiveUpdateCache_Click(object sender, EventArgs e)
{
????DataSet ds = GetData();
????Cache.Insert("Data", ds, null, DateTime.Now.AddSeconds(10), TimeSpan.Zero,
????CacheItemPriority.Default, CacheRemovedCallback);
}
最后一個參數(shù)表明緩存被移除以后自動調(diào)用CacheRemovedCallback()方法，方法實現(xiàn)如下。

程序代碼 private void CacheRemovedCallback(String key, object value, CacheItemRemovedReason
removedReason)
{
????DataSet ds = GetData();
????Cache.Insert(key, ds, null, DateTime.Now.AddSeconds(10), TimeSpan.Zero, CacheItemPriority.
????Default, CacheRemovedCallback);
}

在回調(diào)方法中，我們再次插入一個支持回調(diào)的緩存。這樣，緩存被移除以后又能自動更新了。說了這么多創(chuàng)建緩存的方法，讀者可能會問怎么手動移除緩存呢？比如我們要移除Key="Data"的緩存只需要：
Cache.Remove("Data");

你可能會馬上想到用Cache.RemoveAll()方法移除所有緩存，可是Cache沒有提供這樣的方法，我們只能通過遍歷來實現(xiàn)移除所有緩存。

程序代碼 IDictionaryEnumerator CacheEnum = HttpRuntime.Cache.GetEnumerator();
while (CacheEnum.MoveNext())
{
????Cache.Remove(CacheEnum.Key.ToString());
}


四、??Cache總結(jié)
同樣，我們以第一節(jié)中的幾個問題結(jié)束對Cache的討論。
· 存儲的物理位置。服務(wù)器內(nèi)存。
· 存儲的類型限制。任意類型。
· 狀態(tài)使用的范圍。當(dāng)前請求上下文，所有用戶共用一份。
· 存儲的大小限制。任意大小。
· 生命周期。有多種過期策略控制緩存的銷毀。
· 安全與性能。數(shù)據(jù)總是存儲在服務(wù)端，安全性比較高，但不易存儲過多數(shù)據(jù)。
· 優(yōu)缺點與注意事項。檢索數(shù)據(jù)速度快，過期策略豐富。注意別把對實時性要求很高的數(shù)據(jù)放到Cache中，不斷更新Cache會對數(shù)據(jù)庫造成壓力。

posted on 2015-12-09 08:59 NET未來之路 閱讀(...) 評論(...) 編輯 收藏

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/lonelyxmas/p/5031741.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的ASP.NET状缓存Cache的应用-提高数据库读取速度的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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