C# .NET中的缓存达成
发布时间：2021-11-05 15:06:38 所属栏目：语言 来源：互联网
导读：软件开发中最常用的模式之一是缓存。这是一个简单但非常有效的概念，这个想法的核心是记录过程数据，重用操作结果。当执行繁重的操作时，我们会将结果保存在我们的缓存容器中。下次我们需要该结果时，我们将从缓存容器中拉出它，而不是再次执行繁重的操作。
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软件开发中最常用的模式之一是缓存。这是一个简单但非常有效的概念，这个想法的核心是记录过程数据，重用操作结果。当执行繁重的操作时，我们会将结果保存在我们的缓存容器中。下次我们需要该结果时，我们将从缓存容器中拉出它，而不是再次执行繁重的操作。 例如，要获取一个人的头像，您可能需要访问数据库。我们不会每次都执行那次旅行，而是将 Avatar 保存在缓存中，每次需要时从内存中提取它。 缓存非常适用于不经常更改的数据。或者甚至更好，永远不会改变。不断变化的数据，比如当前机器的时间不应该被缓存，否则你会得到错误的结果。 进程内缓存、持久性进程内缓存和分布式缓存 有 3 种类型的缓存： In-Memory Cache用于在单个进程中实现缓存。当进程终止时，缓存也随之终止。如果您在多台服务器上运行相同的进程，您将为每台服务器提供一个单独的缓存。 持久性进程内缓存是指在进程内存之外备份缓存。它可能在文件中，也可能在数据库中。这比较困难，但如果您的进程重新启动，缓存不会丢失。最适合在获取缓存项的情况下使用范围广泛，并且您的进程往往会重新启动很多。 分布式缓存是指您希望为多台机器共享缓存。通常，它将是多个服务器。使用分布式缓存，它存储在外部服务中。这意味着如果一台服务器保存了一个缓存项，其他服务器也可以使用它。像Redis[1]这样的服务非常适合这一点。 我们将只讨论进程内缓存。 早期做法 让我们用 C# 创建一个非常简单的缓存实现： public class NaiveCache<TItem> { Dictionary<object, TItem> _cache = new Dictionary<object, TItem>(); public TItem GetOrCreate(object key, Func<TItem> createItem) { if (!_cache.ContainsKey(key)) { _cache[key] = createItem(); } return _cache[key]; } } 用法： var _avatarCache = new NaiveCache<byte[]>(); // ... var myAvatar = _avatarCache.GetOrCreate(userId, () => _database.GetAvatar(userId)); 这个简单的代码解决了一个关键问题。要获取用户的头像，只有第一个请求才会真正执行到数据库的访问。然后将头像数据 ( byte[]) 保存在进程内存中。对头像的所有后续请求都将从内存中提取，从而节省时间和资源。 但是，正如编程中的大多数事情一样，没有什么是那么简单的。由于多种原因，上述解决方案并不好。一方面，这个实现不是线程安全的。从多个线程使用时可能会发生异常。除此之外，缓存的项目将永远留在内存中，这实际上非常糟糕。 这就是我们应该从缓存中删除项目的原因： 1.缓存会占用大量内存，最终导致内存不足异常和崩溃。 2.高内存消耗会导致GC 压力(又名内存压力)。在这种状态下，垃圾收集器的工作量超出其应有的水平，从而损害了性能。 3.如果数据发生变化，可能需要刷新缓存。我们的缓存基础设施应该支持这种能力。 为了处理这些问题，缓存框架具有驱逐策略(又名移除策略)。这些是根据某些逻辑从缓存中删除项目的规则。常见的驱逐政策有： 无论如何，绝对过期策略将在固定时间后从缓存中删除项目。 如果在固定的时间段内未访问某个项目，则滑动过期策略将从缓存中删除该项目。因此，如果我将过期时间设置为 1 分钟，只要我每 30 秒使用一次，该项目就会一直保留在缓存中。一旦我超过一分钟不使用它，该物品就会被驱逐。 大小限制策略将限制缓存内存大小。 现在我们知道我们需要什么，让我们继续寻找更好的解决方案。 更好的解决方案 作为一名博主，令我非常沮丧的是，微软已经创建了一个很棒的缓存实现。这剥夺了我自己创建类似实现的乐趣，但至少我写这篇博文的工作量减少了。 我将向您展示微软的解决方案，如何有效地使用它，然后在某些场景中如何改进它。 System.Runtime.Caching/MemoryCache 与 Microsoft.Extensions.Caching.Memory Microsoft 有 2 个解决方案 2 个不同的 NuGet 包用于缓存。两者都很棒。根据 Microsoft 的建议[2]，更喜欢使用，Microsoft.Extensions.Caching.Memory因为它与 Asp.NET Core 集成得更好。它可以很容易地注入[3]到 Asp .NET Core 的依赖注入机制中。 这是一个基本示例Microsoft.Extensions.Caching.Memory： public class SimpleMemoryCache<TItem> { private MemoryCache _cache = new MemoryCache(new MemoryCacheOptions()); public TItem GetOrCreate(object key, Func<TItem> createItem) { TItem cacheEntry; if (!_cache.TryGetValue(key, out cacheEntry))// Look for cache key. { // Key not in cache, so get data. cacheEntry = createItem(); // Save data in cache. _cache.Set(key, cacheEntry); } return cacheEntry; } } 用法： var _avatarCache = new SimpleMemoryCache<byte[]>(); // ... var myAvatar = _avatarCache.GetOrCreate(userId, () => _database.GetAvatar(userId)); 这和我自己的非常相似NaiveCache，所以有什么改变?嗯，一方面，这是一个线程安全的实现。您可以一次从多个线程安全地调用它。 第二件事是MemoryCache允许我们之前谈到的所有驱逐政策。下面是一个例子： 具有驱逐策略的 IMemoryCache： public class MemoryCacheWithPolicy<TItem> { private MemoryCache _cache = new MemoryCache(new MemoryCacheOptions() { SizeLimit = 1024 }); public TItem GetOrCreate(object key, Func<TItem> createItem) { TItem cacheEntry; if (!_cache.TryGetValue(key, out cacheEntry))// Look for cache key. { // Key not in cache, so get data. cacheEntry = createItem(); var cacheEntryOptions = new MemoryCacheEntryOptions() .SetSize(1)//Size amount //Priority on removing when reaching size limit (memory pressure) .SetPriority(CacheItemPriority.High) // Keep in cache for this time, reset time if accessed. .SetSlidingExpiration(TimeSpan.FromSeconds(2)) // Remove from cache after this time, regardless of sliding expiration .SetAbsoluteExpiration(TimeSpan.FromSeconds(10)); // Save data in cache. _cache.Set(key, cacheEntry, cacheEntryOptions); } return cacheEntry; } } 1.SizeLimit被添加到MemoryCacheOptions. 这为我们的缓存容器添加了基于大小的策略。大小没有单位。相反，我们需要在每个缓存条目上设置大小数量。在这种情况下，我们每次将金额设置为 1 SetSize(1)。这意味着缓存限制为 1024 个项目。 2.当我们达到大小限制时，应该删除哪个缓存项?您实际上可以使用.SetPriority(CacheItemPriority.High). 级别为Low、Normal、High和NeverRemove。 3.SetSlidingExpiration(TimeSpan.FromSeconds(2))添加了，它将滑动过期时间设置为 2 秒。这意味着如果一个项目在 2 秒内未被访问，它将被删除。 4.SetAbsoluteExpiration(TimeSpan.FromSeconds(10))添加了，将绝对过期时间设置为 10 秒。这意味着该项目将在 10 秒内被驱逐，如果它还没有。 除了示例中的选项之外，您还可以设置一个RegisterPostEvictionCallback委托，该委托将在项目被驱逐时调用。 这是一个非常全面的功能集。它让你想知道是否还有什么要添加的。实际上有几件事。 （编辑：92站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
