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使用缓存(Cache)的几种方式,回顾一下
存储 数据管理
如今缓存成为了优化网站性能的首要利器,缓存使用的好,不仅能让网站性能提升,让用户体验变好,而且还能节约成本(增加一台缓存服务器可能就节约好几台机器);那平时小伙伴们都使用哪些缓存方式呢?这里就来和小伙伴们一起来回顾一下。

缓存的作用其实很明确,如下两方面:

  • 提升数据的获取速度

通常用在获取数据速度要求比较高的场景,比如一些和设备通信的软件,对时间的要求比较高,如果每次都从数据库读数据会导致消耗多余的时间。

  • 减轻后台应用或数据库服务器的负载

对于高并发场景的系统,如果每次请求都打到数据库,数据库服务器负载会变大,到达一定瓶颈之后可能让系统体验变差或不可用。

1. 浏览器缓存

1.1 简述

通过控制响应头信息,告诉浏览器让其将对应的数据缓存到本地,在指定时间范围内,可直接从本地缓存中取即可,但浏览器方可以不选择走缓存。

1.2 案例演示

本文中还是使用WebAPI项目进行演示,只是通过不同的API来区分不同案例。

创建好项目中,在默认的WeatherForecastController中添加一个Action方法,如下:

这个时候还没有做缓存处理,所以只要访问都会调用接口获取最新的数据。

在接口方法上只需添加ResponseCache特性就可以实现浏览器缓存,如下:

这样就可以实现客户端缓存了,可能会有小伙伴会点击浏览器的刷新和F5进行测试,这个时候并没有看到缓存效果,其实这个时候浏览器是以新的请求发出的,并不会去缓存里取,但其实请求获取到的数据已经存缓存了。

那怎么去测试呢?每次都 打开多个浏览器标签或用Swagger的形式,如下:

第一次访问:

每次都打开新标签,再访问接口:

除了根据数据没变来判定是缓存数据外,还可以通过请求确定是否从本地缓存中取数据,如下:

Swagger演示,关于如何集成Swagger,之前有专门分享过(跟我一起学.NetCore之Swagger让前后端不再烦恼及界面自定义):

浏览器缓存的原理其实就是在响应头中增加Cache-Control(ResponseCache的方式是通过Action过滤器的形式设置的响应头),告诉浏览器进行数据缓存,在指定时间范围内可以从缓存中取,我们也可以自己手动设置响应头信息来达到同样的效果,如下:

尽管数据已经缓存,浏览器也可以选择不从缓存取,如下:

2. 服务器缓存

2.1 简述

浏览器缓存只是将数据保存在单台电脑的不同位置,如果打开不同的浏览器或不同的电脑访问时,还是起不到缓存的效果,所以搞个服务器缓存肯定是个不错的选择。

即将数据缓存到站点服务器中,当请求过来时,如果命中缓存,直接获取返回即可,不调用对应的后台API。

2.2 案例

其实这只是在原来浏览器缓存的基础上增加了一个中间件的处理,如下:

代码如下:

运行效果:

由于不同的浏览器保存的数据位置不一样,如果仅仅是本地缓存,那么两个浏览器的数据会返回不一样;另外第一个浏览器访问之后,其他浏览器在时间范围内获得结果是一样的,也不会调用后台接口。

这种服务器端的缓存在有些情况是不生效的,如:请求Method不是Get或Head的不缓存,返回状态码不是200的不缓存,请求头包含Authorization的不缓存等,所以基本很少用这种方式进行缓存操作。

3. 应用内存缓存

3.1 简述

对于上面说到的浏览器缓存和服务器缓存,如果是友好的用户访问,没问题,能起到一定的效果;但如果有人要使坏,不设置对应的请求头访问API(禁用缓存),最终还是会给应用服务器和数据库服务器带来压力。所以需要一种能主动控制的缓存方式,后端程序就是下手的对象,在后端程序中写缓存逻辑,这样缓存策略就由我们自己控制了。

虽然每次请求都会进入应用程序,但会先从缓存中进行获取数据,如果命中缓存,就不再进行数据库访问,直接将缓存数据返回。

3.2 案例

其实框架中针对内存缓存这块已经做好了封装,只需注册相关的服务就可以用了,如下:

注册完成之后,只需要注入就可以使用了,这里增加一个Action方法进行演示:

效果就不截图了,在20秒内,单程序部署情况下,不管怎么访问都会是一样的结果。

4. 分布式缓存

4.1 简述

内存缓存虽然能解决浏览器和服务器缓存的缺点,但只对单体部署程序比较适用,对于需要分布式部署的程序来说,程序内存之间的缓存数据不能共享,缓存的效果肯定就没那么尽人意,所以分布式缓存就出来了,采用对应的中间件,如Memcache、Redis等,而Redis成为了缓存的首选。

请求的逻辑和内存缓存差不多一样,只是分布式缓存会采用第三方中间件进行数据存储,保证分布式部署的程序共用一套缓存。

4.2 案例

这里还是用最火的Redis做演示,所以需要提前安装Redis。

框架也提供了统一操作分布式缓存的接口IDistributedCache,用法和上面的内存缓存基本一样。

这里用的是Redis,所以需要安装对应的Nuget包Microsoft.Extensions.Caching.StackExchangeRed,然后注册相关服务就可以用了,如下:

注册完成之后,只需要注入就可以使用了,这里也增加一个Action方法进行演示:

访问对应的接口,在设置的时间范围内从Redis中读取到的数据一致,过期之后就会清空,程序又会设置新的值,如下:

关于缓存的几种用法就先暂时说这么多,也有小伙伴根据业务场景自己实现的。

实例的源码:https://gitee.com/CodeZoe/dot-net-core-study-demo/tree/main/CacheDemo

总结

缓存之所以现在这么火,其主要目的还是提升数据访问效率,缓解应用和数据库的压力,但同时也会带来一些问题,比如缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩及缓存数据与数据库不一致等问题,后续我们会逐个说说。

责任编辑:武晓燕 来源: Code综艺圈
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