ASP.NET 2.0的緩存技術(shù)
2024-07-10 13:06:34
供稿：網(wǎng)友
本文來(lái)源于網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)愛(ài)好者web開(kāi)發(fā)社區(qū)http://www.html.org.cn收集整理，歡迎訪(fǎng)問(wèn)。 由數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)的web應(yīng)用程序，如果需要改善其性能，最好的方法是使用緩存功能。用戶(hù)從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索數(shù)據(jù)，可能是web應(yīng)用程序中執(zhí)行最慢的操作之一。因?yàn)槠渲猩婕岸鄠€(gè)環(huán)節(jié)，例如，web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等。尤其是在用戶(hù)比較多，檢索的數(shù)據(jù)量比較大的情況下，會(huì)給包括用戶(hù)在內(nèi)的各個(gè)方面造成不小的困難。如果能夠?qū)?shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)緩存到內(nèi)存（也可以存儲(chǔ)在其他場(chǎng)所），則無(wú)需在請(qǐng)求每個(gè)頁(yè)面時(shí)都訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)。由于從內(nèi)存中返回?cái)?shù)據(jù)的速度始終比新提供的數(shù)據(jù)速度快，因而可以大大提供應(yīng)用程序的性能。
緩存有一個(gè)不太容易克服的缺點(diǎn)，那就是數(shù)據(jù)過(guò)期的問(wèn)題。最典型的情況是，如果將數(shù)據(jù)庫(kù)表中的數(shù)據(jù)內(nèi)容緩存到服務(wù)器內(nèi)存中，當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)表中的記錄發(fā)生更改時(shí)，web應(yīng)用程序則很可能顯示過(guò)期的、不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。對(duì)于某些類(lèi)型的數(shù)據(jù)，即使顯示的信息過(guò)期，影響也不會(huì)很大。然而，對(duì)于實(shí)時(shí)性要求比較嚴(yán)格的數(shù)據(jù)，例如，股票價(jià)格、拍賣(mài)出價(jià)之類(lèi)信息，顯示的數(shù)據(jù)稍有過(guò)期都是不可接受的。
為了解決以上問(wèn)題，asp.net 1.x中曾經(jīng)提供了一些比較好的緩存功能，例如，頁(yè)面輸出緩存、部分緩存、頁(yè)面數(shù)據(jù)緩存等。雖然這些緩存功能可以解決數(shù)據(jù)緩存方面的問(wèn)題，但還是存在較大的缺點(diǎn)，開(kāi)發(fā)人員必須在性能和數(shù)據(jù)過(guò)期之間作出權(quán)衡，數(shù)據(jù)過(guò)期的問(wèn)題始終困擾著開(kāi)發(fā)人員。例如，如果數(shù)據(jù)庫(kù)表中的數(shù)據(jù)發(fā)生了變化，緩存則也許不能在指定的時(shí)間內(nèi)更新，而必須等到緩存過(guò)期，那么就有可能為用戶(hù)帶來(lái)一定的麻煩。理想的情況是，數(shù)據(jù)庫(kù)表中的任何更新，都能夠立刻體現(xiàn)在緩存數(shù)據(jù)中，asp.net 2.0克服了以上不足，解決了這個(gè)問(wèn)題。asp.net 2.0的緩存功能是在asp.net 1.x基礎(chǔ)之上擴(kuò)展而來(lái)的。
asp.net 2.0支持以下幾種緩存
·頁(yè)面輸出緩存
頁(yè)面輸出緩存是最為簡(jiǎn)單的緩存機(jī)制，該機(jī)制將整個(gè)asp.net頁(yè)面內(nèi)容保存在服務(wù)器內(nèi)存中。當(dāng)用戶(hù)請(qǐng)求該頁(yè)面時(shí)，系統(tǒng)從內(nèi)存中輸出相關(guān)數(shù)據(jù)，直到緩存數(shù)據(jù)過(guò)期。在這個(gè)過(guò)程中，緩存內(nèi)容直接發(fā)送給用戶(hù)，而不必再次經(jīng)過(guò)頁(yè)面處理生命周期。通常情況下，頁(yè)面輸出緩存對(duì)于那些包含不需要經(jīng)常修改內(nèi)容的，但需要大量處理才能編譯完成的頁(yè)面特別有用。需要讀者注意的是，頁(yè)面輸出緩存是將頁(yè)面全部?jī)?nèi)容都保存在內(nèi)存中，并用于完成客戶(hù)端請(qǐng)求。
·頁(yè)面部分緩存
顧名思義，頁(yè)面部分緩存是將頁(yè)面部分內(nèi)容保存在內(nèi)存中以便響應(yīng)用戶(hù)請(qǐng)求，而頁(yè)面其他部分內(nèi)容則為動(dòng)態(tài)內(nèi)容。頁(yè)面部分緩存的實(shí)現(xiàn)包括兩種方式：控件緩存和替換后緩存。前者也可稱(chēng)為片段緩存，這種方式允許將需要緩存的信息包含在一個(gè)用戶(hù)控件內(nèi)，然后，將該用戶(hù)控件標(biāo)記為可緩存的，以此來(lái)緩存頁(yè)面輸出的部分內(nèi)容。這一方式緩存了頁(yè)面中的特定內(nèi)容，而沒(méi)有緩存整個(gè)頁(yè)面，因此，每次都需重新創(chuàng)建整個(gè)頁(yè)。例如，如果要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)顯示大量動(dòng)態(tài)內(nèi)容（如股票信息）的頁(yè)，其中有些部分為靜態(tài)內(nèi)容（如每周總結(jié)），這時(shí)可以將靜態(tài)部分放在用戶(hù)控件中，并允許緩存這些內(nèi)容。緩存后替換與控件緩存正好相反。這種方式緩存整個(gè)頁(yè)，但頁(yè)中的各段都是動(dòng)態(tài)的。例如，如果要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)為靜態(tài)的頁(yè)，則可以將整個(gè)頁(yè)設(shè)置為進(jìn)行緩存。如果向頁(yè)添加一個(gè)顯示用戶(hù)名的label控件，則對(duì)于每次頁(yè)刷新和每個(gè)用戶(hù)而言，label的內(nèi)容都將保持不變，始終顯示緩存該頁(yè)之前請(qǐng)求該頁(yè)的用戶(hù)的姓名。使用緩存后替換機(jī)制，可以將頁(yè)配置為進(jìn)行緩存，將頁(yè)的個(gè)別部分標(biāo)記為不可緩存。在此情況下，可以向不可緩存部分添加label控件，這樣將為每個(gè)用戶(hù)和每次頁(yè)請(qǐng)求動(dòng)態(tài)創(chuàng)建這些控件。
·應(yīng)用程序數(shù)據(jù)緩存
應(yīng)用程序數(shù)據(jù)緩存提供了一種編程方式，可通過(guò)鍵/值對(duì)將任意數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中。使用應(yīng)用程序緩存與使用應(yīng)用程序狀態(tài)類(lèi)似。但是，與應(yīng)用程序狀態(tài)不同的是，應(yīng)用程序數(shù)據(jù)緩存中的數(shù)據(jù)是易失的，即數(shù)據(jù)并不是在整個(gè)應(yīng)用程序生命周期中都存儲(chǔ)在內(nèi)存中。應(yīng)用程序數(shù)據(jù)緩存的優(yōu)點(diǎn)是由asp.net管理緩存，它會(huì)在項(xiàng)過(guò)期、無(wú)效，或內(nèi)存不足時(shí)移除緩存中的項(xiàng)，還可以配置應(yīng)用程序緩存，以便在移除項(xiàng)時(shí)通知應(yīng)用程序。
·緩存依賴(lài)
asp.net 1.x已經(jīng)提供了一些基于時(shí)間、文件、目錄等緩存依賴(lài)功能。這些功能雖然能夠處理一些常見(jiàn)問(wèn)題，但是無(wú)法解決數(shù)據(jù)過(guò)期的難題。為此，asp.net 2.0新增了sql數(shù)據(jù)緩存依賴(lài)功能。該功能的核心是sqlcachedependency類(lèi)。不同版本的sql server，其對(duì)于sql數(shù)據(jù)緩存依賴(lài)具有不同程度的支持，因此，使用方法差異較大。另外，asp.net 2.0還支持以cachedependency類(lèi)為核心的自定義緩存依賴(lài)，以及以aggregatecachedependency類(lèi)為核心的聚合緩存依賴(lài)等。
asp.net 2.0包括了一些有助于進(jìn)行緩存配置的新功能。例如，允許使用web.config文件來(lái)創(chuàng)建緩存設(shè)置。在web.config文件中進(jìn)行適當(dāng)設(shè)置，并在單個(gè)頁(yè)中引用這些設(shè)置后，就能夠?qū)⒕彺嬖O(shè)置同時(shí)應(yīng)用于多個(gè)頁(yè)面。同時(shí)，緩存設(shè)置還添加了更多用于自定義緩存性能的選項(xiàng)。
以上簡(jiǎn)單介紹了asp.net 2.0提供的緩存功能，它們能夠提高請(qǐng)求響應(yīng)的吞吐量以便提高應(yīng)用程序性能。實(shí)際上，這些緩存功能有的繼承自asp.net 1.x，并且得到了增強(qiáng)，有的則是新增功能。增強(qiáng)功能包括功能更強(qiáng)大的頁(yè)面部分緩存模型、增強(qiáng)的緩存配置以及輸出緩存指令的改進(jìn)。新功能包括web.config緩存配置支持、自定義緩存依賴(lài)、聚合緩存依賴(lài)、sql數(shù)據(jù)緩存依賴(lài)以及緩存后替換等。
在正式開(kāi)始介紹以上各個(gè)緩存功能之前，還有兩個(gè)概念需要了解。一個(gè)是緩存清除，另一個(gè)是緩存過(guò)期。
緩存清除是指從內(nèi)存中移除緩存數(shù)據(jù)。可能由以下3個(gè)原因造成：一是緩存項(xiàng)數(shù)據(jù)過(guò)期。每個(gè)過(guò)期的緩存項(xiàng)數(shù)據(jù)都必須被刪除，否則導(dǎo)致服務(wù)器內(nèi)存不足，影響其他應(yīng)用程序執(zhí)行。二是緩存依賴(lài)項(xiàng)發(fā)生改變。依賴(lài)項(xiàng)與數(shù)據(jù)緩存項(xiàng)有著密切關(guān)系。根據(jù)應(yīng)用程序設(shè)置，如果依賴(lài)項(xiàng)發(fā)生改變，那么數(shù)據(jù)緩存很可能會(huì)被清除。三是由于服務(wù)器內(nèi)存不足，開(kāi)始緩存清理過(guò)程。如果某些項(xiàng)在一段時(shí)間內(nèi)未被訪(fǎng)問(wèn)，或是在添加到緩存中時(shí)被標(biāo)記為低優(yōu)先級(jí)，則這些項(xiàng)會(huì)被移除。
以上介紹了緩存清除的概念和形成原因，其中涉及一個(gè)數(shù)據(jù)過(guò)期的問(wèn)題。在asp.net 2.0中，當(dāng)向緩存添加項(xiàng)時(shí)，可以設(shè)置兩種數(shù)據(jù)過(guò)期類(lèi)型。一種稱(chēng)為可調(diào)過(guò)期，即指定某項(xiàng)自上次被訪(fǎng)問(wèn)后多長(zhǎng)時(shí)間過(guò)期。例如，可以將某項(xiàng)設(shè)置為自上次在緩存中被訪(fǎng)問(wèn)后20分鐘過(guò)期。另一種是絕對(duì)過(guò)期，即指定某項(xiàng)在設(shè)定的時(shí)間過(guò)期，而不考慮訪(fǎng)問(wèn)頻率。例如，可以將某項(xiàng)設(shè)置為在下午6點(diǎn)過(guò)期，或4小時(shí)后過(guò)期。
asp.net 2.0的緩存功能具有以下優(yōu)點(diǎn)：
·支持更為廣泛和靈活的可開(kāi)發(fā)特征
asp.net 2.0包含一些新增的緩存控件和api。例如，自定義緩存依賴(lài)、substitution控件、頁(yè)面輸出緩存api等，這些特征能夠明顯改善開(kāi)發(fā)人員對(duì)于緩存功能的控制。
·增強(qiáng)的可管理性
使用asp.net 2.0提供的配置和管理功能，可以更加輕松地管理緩存功能。
·提供更高的性能和可伸縮性
asp.net 2.0提供了一些新的功能，例如，sql數(shù)據(jù)緩存依賴(lài)等，這些功能將幫助開(kāi)發(fā)人員創(chuàng)建高性能、伸縮性強(qiáng)的web應(yīng)用程序。
另外，緩存功能也有其自身的不足。例如，顯示的內(nèi)容可能不是最新、最準(zhǔn)確的，為此，必須設(shè)置合適的緩存策略。又如，緩存增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性并使其難于測(cè)試和調(diào)試，因此建議在沒(méi)有緩存的情況下開(kāi)發(fā)和測(cè)試應(yīng)用程序，然后在性能優(yōu)化階段啟用緩存選項(xiàng)。
