.NET Core应用中使用分布式缓存及内存缓存

.net core针对缓存提供了很好的支持 ，我们不仅可以选择将数据缓存在应用进程自身的内存中，还可以采用分布式的形式将缓存数据存储在一个“中心数据库”中。对于分布式缓存，.net core提供了针对redis和sql server的原生支持。除了这个独立的缓存系统之外，asp.net core还借助一个中间件实现了“响应缓存”，它会按照http缓存规范对整个响应实施缓存。asp.net core 支持多种不同的缓存。

常见缓存响应的四种方式

1、内存缓存

　　顾名思义,缓存在内存中,生命周期默认伴随应用程序

2、响应缓存

　　响应缓存可减少客户端或代理到 web 服务器发出的请求数。 响应缓存还减少了工作的 web 服务器执行以生成响应。 响应缓存控制标头，指定要如何客户端、 代理和响应缓存中间件。

3、响应缓存中间件

　　microsoft.aspnetcore.responsecaching 包中的responsecaching

4、分布式缓存

　　比较常用的是基于redis和数据库的分布式缓存。

在这里我们重点说说内存缓存和分布式缓存。

如果你看到这段文字，说明您正使用rss阅读或转自《一棵树-博客园》，原文地址：https://www.cnblogs.com/atree/p/netcore-distributed-cache.html 

将数据缓存在内存中-内存缓存

与针对数据库和远程服务调用这种io操作来说，应用针对内存的访问性能将提供不止一个数量级的提升，所以将数据直接缓存在应用进程的内容中自然具有最佳的性能优势。与基于内存的缓存相关的应用编程接口定义在nuget包“microsoft.extensions.caching.memory”中，具体的缓存实现在一个名为memorycache的服务对象中，后者是我们对所有实现了imemorycache接口的所有类型以及对应对象的统称。由于是将缓存对象直接置于内存之中，中间并不涉及持久化存储的问题，自然也就无需考虑针对缓存对象的序列化问题，所以这种内存模式支持任意类型的缓存对象。

针对缓存的操作不外乎对缓存数据的存与取，这两个基本的操作都由上面介绍的这个memorycache对象来完成。如果我们在一个asp.net core应用对memorycache服务在启动时做了注册，我们就可以在任何地方获取该服务对象设置和获取缓存数据，所以针对缓存的编程是非常简单的。不想看这些，直接看案例。

static void main (string[] args) 
{
    memorycache memorycache = new memorycache(new memorycacheoptions());
    memorycache.set("name", "tom");
    var value = memorycache.get("name");
    console.writeline(value);

    console.readkey();
}

 设置过期时间：

static void main (string[] args) 
{
    memorycache memorycache = new memorycache (new memorycacheoptions ());
    memorycache.set ("name", "jack", new memorycacheentryoptions () {
        absoluteexpiration = datetimeoffset.now.addseconds (5) //设置为5秒后过期
    });
    while (true) {
        system.threading.thread.sleep (1000);
        string value;
        if (!memorycache.trygetvalue ("name", out value)) {
            value = "已过期";
        }
        console.writeline (value);
    }
}

基于内存的缓存具有最高的性能，但是由于它实际上是将缓存数据存在承载asp.net core应用的web服务上，对于部署在集群式服务器中的应用会出现缓存数据不一致的情况。对于这种部署场景，我们需要将数据缓存在某一个独立的存储中心，以便让所有的web服务器共享同一份缓存数据，我们将这种缓存形式称为“分布式缓存”。asp.net core为分布式缓存提供了两种原生的存储形式，一种是基于nosql的redis数据库，另一种则是微软自家关系型数据库sql server。

基于redis的分布式缓存

redis数目前较为流行nosql数据库，很多的编程平台都将它作为分布式缓存的首选，接下来我们来演示如何在一个asp.net core应用中如何采用基于redis的分布式缓存。考虑到一些人可能还没有体验过redis，所以我们先来简单介绍一下如何安装redis。redis最简单的安装方式就是采用chocolatey（https://chocolatey.org/） 命令行，后者是windows平台下一款优秀的软件包管理工具（类似于npm）。

采用powershell （要求版本在v3以上）命令行

iwr https://chocolatey.org/install.ps1 -usebasicparsing | iex

或者普通cmd.exe命令行：

@powershell -noprofile -executionpolicy bypass -command "iex ((new-object system.net.webclient).downloadstring('https://chocolatey.org/install.ps1'))" && set "path=%path%;%allusersprofile%\chocolatey\bin"

来安装chocolatey。在确保chocolatey 被本地正常安装情况下，我们可以执行执行如下的命令安装或者升级64位的redis。

c:\>choco install redis-64

c:\>choco upgrade redis-64

redis服务器的启动也很简单，我们只需要以命令行的形式执行redis-server命令即可。如果在执行该命名之后看到如下图所示的输出，则表示本地的redis服务器被正常启动，输出的结果会指定服务器采用的网络监听端口。为了方便管理，可以下载安装：客户端工具：redisdesktopmanager。

针对redis的分布式缓存实现在nuget包“microsoft.extensions.caching.redis”之中，所以我们需要确保该nuget包被正常安装。不论采用redis、sql server还是其他的分布式存储方式，针对分布式缓存的操作都实现在distributedcache这个服务对象向，该服务对应的接口为idistributedcache。

idistributedcache接口包含同步和异步方法。 接口允许在分布式缓存实现中添加、检索和删除项。 idistributedcache接口包含以下方法：

get、 getasync

采用字符串键并以byte[]形式检索缓存项（如果在缓存中找到）。

set、setasync

使用字符串键向缓存添加项byte[]形式）。

refresh、refreshasync

根据键刷新缓存中的项，并重置其可调过期超时值（如果有）。

remove、removeasync

根据键删除缓存项。

在项目启动setup.cs中注册：redis服务

public void configureservices (iservicecollection services) 
{
    //将redis分布式缓存服务添加到服务中
    services.adddistributedrediscache (options => {
        //用于连接redis的配置  configuration.getconnectionstring("redisconnectionstring")读取配置信息的串
        options.configuration = "localhost"; // configuration.getconnectionstring("redisconnectionstring");
        //redis实例名redisdistributedcache
        options.instancename = "redisdistributedcache";
    });
    services.addmvc ();
}

实例对象，构造注入

private distributedcache _cache;

/// <summary>
///   构造注入
/// </summary>
/// <param name="cache"></param>
public valuescontroller (idistributedcache cache) {
    _cache = new distributedcache (cache);
}

调用distributedcache 类中的方法

[httpget ("{id}")]
public string get (int id) {
    //添加
    bool booladd = _cache.add ("id", "sssss");
    //验证
    bool boolexists = _cache.exists ("id");
    //获取
    object obj = _cache.get ("id");
    //删除
    bool boolremove = _cache.remove ("id");
    //修改
    bool boolmodify = _cache.modify ("id", "ssssssss");

    return obj.tostring ();
}

基于sql server的分布式缓存

除了使用redis这种主流的nosql数据库来支持分布式缓存，微软在设计分布式缓存时也没有忘记自家的关系型数据库采用sql server。针对sql server的分布式缓存实现在“microsoft.extensions.caching.sqlserver”这个nuget包中，我们先得确保该nuget包被正常装到演示的应用中。

所谓的针对sql server的分布式缓存，实际上就是将标识缓存数据的字节数组存放在sql server数据库中某个具有固定结构的数据表中，因为我们得先来创建这么一个缓存表，该表可以借助一个名为sql-cache 的工具来创建。在执行sql-cache 工具创建缓存表之前，我们需要在project.json文件中按照如下的形式为这个工具添加相应的nuget包“microsoft.extensions.caching.sqlconfig.tools”。

在 sqlserver 数据库引擎中创建一个数据库，命名为：testdb,打开项目根目录，执行创建缓存数据表的操作，执行命令后如果输出信息：table and index were created successfully. 表示缓存表创建成功.

dotnet sql-cache create "server=.\sqlexpress;user=sa;password=123456;database=testdb" dbo aspnetcorecache

在 startup.cs 中注册分布式缓存

public void configureservices (iservicecollection services) {
    services.adddistributedsqlservercache (options => {
        options.systemclock = new bll.localsystemclock ();
        options.connectionstring = this.configuration["connectionstring"];
        options.schemaname = "dbo";
        options.tablename = "aspnetcorecache";
        options.defaultslidingexpiration = timespan.fromminutes (1);
        options.expireditemsdeletioninterval = timespan.fromminutes (5);
    });
    ...
}

在控制器中使用分布式缓存

[route ("api/home")]
[apicontroller]
public class homecontroller : controller {
    private idistributedcache cache;
    public homecontroller (idistributedcache cache) {
        this.cache = cache;
    }

    [httpget ("index")]
    public async task<actionresult<string>> settime () {
        var currenttime = datetime.now.tostring ();
        await this.cache.setstringasync ("currenttime", currenttime);
        return currenttime;
    }

    [httpget ("gettime")]
    public async task<actionresult<string>> gettime () {
        var currenttime = await this.cache.getstringasync ("currenttime");
        return currenttime;
    }
}

就这样，用起来挺方便的。