使用asp.net的緩存技術提高站點性能

     最近在網上浏覽到一篇關于.net的緩存的知識，講解的挺詳細的，對于最近這個剛入門者來說還是挺有價值的，記錄一下，以供學習.  

      動态網站的好處就是資訊可以随時更新，跟使用者互動的功能，但是大部分的動态網站都是隻需要把資訊送出上去後，然後就沒有或者很少需要更新的，使用者在請求這些頁面内容的時候，每次都要讀取資料庫，如果使用者很多的情況下，就會給伺服器帶來壓力，甚至會癱瘓。遇到這樣的情況，人們想出了很多解決的辦法，有生成靜态頁面的（比如 一些新聞系統，文章錄入後就不再需要更新的了或者極少更新的）、或者使用緩存技術的。

         ASP.NET提供三種主要形式的緩存：頁面級輸出緩存、使用者控件級輸出緩存（或稱為片段緩存）和緩存API。輸出緩存和片段緩存的優點是非常易于實作，在大多數情況下，使用這兩種緩存就足夠了。而緩存API則提供了額外的靈活性（實際上是相當大的靈活性），可用于在應 用程式的每一層利用緩存。本文全面介紹了這三種緩存技術在系統各層中的應用。 　在ASP.NET提供的許多特性中，緩存支援無疑是我最欣賞的特性，我這樣說當然是有充分理由的。相比ASP.NET的所有其他特性，緩存對應用程式的性能具有最大的潛在影響，利用緩存和其他機制，ASP.NET開發人員可以接受使用開銷很大的控件（例如，DataGrid）建構站點時的額外開銷，而不必擔心性能會受到太大的影響。為了在應用程式中最大程度地利用緩存，您應該考慮在所有程式級别上都實作緩存的方法。

       頁面級輸出緩存

　　作為最簡單的緩存形式，輸出緩存隻是在記憶體中保留為響應請求而發送的HTML的副本。其後再有請求時将提供緩存的輸出，直到緩存到期，這樣，性能有可能得到很大的提高（取決于需要多少開銷來建立原始頁面輸出-發送緩存的輸出總是很快，并且比較穩定）。

　　實作

　　要實作頁面輸出緩存，隻要将一條OutputCache指令添加到頁面即可。

         ＜%@ OutputCache Duration="60" VaryByParam="*" %＞

         如同其他頁面指令一樣，該指令應該出現在ASPX頁面的頂部，即在任何輸出之前。它支援五個屬性（或參數），其中兩個是必需的。Duration 必需屬性。頁面應該被緩存的時間，以秒為機關。必須是正整數。 Location 指定應該對輸出進行緩存的位置。如果要指定該參數，則必須是下列選項之一：Any、Client、Downstream、None、Server或ServerAndClient。VaryByParam 必需屬性。Request中變量的名稱，這些變量名應該産生單獨的緩存條目。“none”表示沒有變動。“*”可用于為每個不同的變量數組建立新的緩存條目。變量之間用“;”進行分隔。VaryByHeader 基于指定的标頭中的變動改變緩存條目。VaryByCustom 允許在global.asax中指定自定義變動（例如，“Browser”）。利用必需的Duration和VaryByParam選項的組合可以處理大多數情況。例如，如果您的産品目錄允許使用者基于categoryID和頁變量檢視目錄頁，您可以用參數值為“categoryID;page”的VaryByParam将産品目錄緩存一段時間（如果産品不是随時都在改變，一小時還是可以接受的，是以，持續時間是3600秒）。這将為每個種類的每個目錄頁建立單獨的緩存條目。每個條目從其第一個請求算起将維持一個小時。VaryByHeader和VaryByCustom主要用于根據通路頁面的用戶端對頁面的外觀或内容進行自定義。同一個URL可能需要同時為浏覽器和行動電話用戶端呈現輸出，是以，需要針對不同的用戶端緩存不同的内容版本。或者，頁面有可能已經針對IE進行了優化，針對Netscape或Opera則應取消這種優化功能。後一個例子非常普遍，我們将提供一個說明如何實作此目标的示例：

　　示例：VaryByCustom用于支援浏覽器自定義

　　為了使每個浏覽器都具有單獨的緩存條目，VaryByCustom的值可以設定為“browser”。此功能已經内置在緩存子產品中，并且将針對每個浏覽器名稱和主要版本插入單獨的頁面緩存版本。

         ＜%@ OutputCache Duration="60" VaryByParam="None" VaryByCustom="browser"%＞

       片段緩存，使用者控件輸出緩存

　　緩存整個頁面通常并不可行，因為頁面的某些部分是針對使用者定制的。不過，頁面的其他部分是整個應用程式共有的。這些部分最适合使用片段緩存和使用者控件進行緩存。此外，菜單和其他布局元素，尤其是那些從資料源動态生成的元素，也可以用這種方法進行緩存。如果需要，可以按以下條件選擇需要緩存的控件：

　　（1）某控件的屬性已改變

　　（2）由頁面級輸出緩存所支援的任何一種頁面或控件狀态改變

　　一旦對某些控件進行了緩存，使用它們的幾百個頁面就可以共享這些控件，而不再需要為每個頁面保留單獨的控件緩存版本。

　　片段緩存使用的文法與頁面級輸出緩存一樣，但其應用于使用者控件（.ascx檔案）而不是Web窗體（.aspx檔案）。除了Location屬性，對于OutputCache在Web窗體上支援的所有屬性，使用者控件也同樣支援。使用者控件還支援名為VaryByControl的OutputCache屬性，該屬性将根據使用者控件（通常是頁面上的控件，例如，DropDownList）的成員的值改變該控件的緩存。如果指定了VaryByControl，可以省略VaryByParam。最後，在預設情況下，對每個頁面上的每個使用者控件都單獨進行緩存。不過，如果一個使用者控件不随應用程式中的頁面改變，并且在所有頁面都使用相同的名稱，則可以設定參數Shared的值為“true”，該參數将使使用者控件的緩存版本供引用該控件的所有頁面使用。

　　示例

　　該示例将緩存使用者控件60秒，并且将針對查詢字元串的每個變動、針對此控件所在的每個頁面建立單獨的緩存條目。

         ＜%@ OutputCache Duration="60" VaryByParam="none" VaryByControl="CategoryDropDownList" %＞

　　該示例将緩存使用者控件60秒，并且将針對CategoryDrop，DownList控件的每個不同的值、針對此控件所在的每個頁面建立單獨的緩存條目。

         ＜%@ OutputCache Duration="60" VaryByParam="none" VaryByCustom="browser"

Shared="true" %＞

　　最後，該示例将緩存使用者控件60秒，并且将針對每個浏覽器名稱和主要版本建立一個緩存條目。然後，每個浏覽器的緩存條目将由引用此使用者控件的所有頁面共享（隻要所有頁面都用相同的ID引用該控件即可）。

       緩存API，使用Cache對象

　　頁面級和使用者控件級輸出緩存的确是一種可以迅速而簡便地提高站點性能的方法，但是在ASP.NET中，緩存的真正靈活性和強大功能是通過Cache對象提供的。使用Cache對象，您可以存儲任何可序列化的資料對象，基于一個或多個依賴項的組合來控制緩存條目到期的方式。這些依賴項可以包括自從某對象被緩存後經過的時間、自從某對象上次被通路後經過的時間、對檔案或檔案夾的更改以及對其他緩存對象的更改，在略作處理後還可以包括對資料庫中特定表的更改。

　　在Cache中存儲資料

　　在Cache中存儲資料的最簡單的方法就是使用一個鍵為其指派，就像HashTable或Dictionary對象一樣：

         Cache["key"] = "value";

         這種做法将在緩存中存儲項，同時不帶任何依賴項，是以它不會到期，除非緩存引擎為了給其他緩存資料提供空間而将其删除。要包括特定的緩存依賴項，可使用Add()或Insert()方法。其中每個方法都有幾個重載。Add()和Insert()之間的唯一差別是，Add()傳回對已緩存對象的引用，而Insert()沒有傳回值（在C#中為空，在VB中為Sub）。

         Cache.Insert("key", myXMLFileData, new

         System.Web.Caching.CacheDependency(Server.MapPath("users.xml")));

　　該示例可将檔案中的xml資料插入緩存，無需在以後請求時從檔案讀取。CacheDependency的作用是確定緩存在檔案更改後立即到期，以便可以從檔案中提取最新資料，重新進行緩存。如果緩存的資料來自若幹個檔案，還可以指定一個檔案名的數組。

         Cache.Insert("dependentkey", myDependentData, new

         System.Web.Caching.CacheDependency(new string[] {}, new string[]

{"key"}));

　　該示例可插入鍵值為“key”的第二個資料塊（取決于是否存在第一個資料塊）。如果緩存中不存在名為“key”的鍵，或者如果與該鍵相關聯的對象已到期或被更新，則“dependentkey”的緩存條目将到期。

         Cache.Insert("key", myTimeSensitiveData, null,

         DateTime.Now.AddMinutes(1), TimeSpan.Zero);

　　絕對到期：此示例将對受時間影響的資料緩存一分鐘，一分鐘過後，緩存将到期。注意，絕對到期和滾動到期（見下文）不能一起使用。

         Cache.Insert("key", myFrequentlyAccessedData, null,        System.Web.Caching.Cache.NoAbsoluteExpiration, TimeSpan.FromMinutes(1));

　　動态滾動到期：此示例将緩存一些頻繁使用的資料。資料将在緩存中一直保留下去，除非資料未被引用的時間達到了一分鐘。注意，動态滾動到期和絕對到期不能一起使用。

       緩存資料引用模式

　　每當我們嘗試通路緩存中的資料時，都應該考慮到一種情況，那就是資料可能已經不在緩存中了。是以，下面的模式應該普遍适用于您對緩存的資料的通路。在這種情況下，我們假定已緩存的資料是一個資料表。

public DataTable GetCustomers(bool BypassCache)

{

　string cacheKey = "CustomersDataTable";

　object cacheItem = Cache[cacheKey] as DataTable;

　if((BypassCache) || (cacheItem == null))

　{

　　cacheItem = GetCustomersFromDataSource();

　　Cache.Insert(cacheKey, cacheItem, null,

　　DateTime.Now.AddSeconds(GetCacheSecondsFromConfig(cacheKey), TimeSpan.Zero);

　}

　return (DataTable)cacheItem;

}

　　關于此模式，有以下幾點需要注意：

　　1) 某些值（例如，cacheKey、cacheItem和緩存持續時間）是一次定義的，并且隻定義一次。

　　2) 可以根據需要跳過緩存-例如，當注冊一個新客戶并重定向到客戶清單後，最好的做法可能就是跳過緩存，用最新資料重新填充緩存，該資料包括新插入的客戶。

　　3) 緩存隻能通路一次。這種做法可以提高性能，并確定不會發生NullReferenceExceptions，因為該項在第一次被檢查時是存在的，但第二次檢查之前就已經到期了。

　　4) 該模式使用強類型檢查。C#中的“as”運算符嘗試将對象轉換為類型，如果失敗或該對象為空，則隻傳回null（空）。