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.NET中的缓存实现

51CTO 2019-07-02 21:05:36

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,想法是重用操作结果,执行繁重的操作时,我们会将结果保存在缓存容器中,下次我们需要该结果时,我们将从缓存容器中取出它,而不是再次执行繁重的操作。

例如,要获得某人的头像,您可能需要前往数据库。我们不会每次都执行那次查询,而是将结果保存在缓存中,每次需要时都将其从内存中删除。

缓存非常适合不经常更改的数据,甚至永远不会改变。不断变化的数据不适合缓存,如当前机器的时间不应缓存,否则您将得到错误的结果。

.NET中的缓存实现

进程内缓存,持久化缓存和分布式缓存

  • 进程内缓存用于在单个进程中实现缓存时,当进程终止时,缓存会随之消失。如果您在多个服务器上运行相同的进程,则每个服务器都有一个单独的缓存。
  • 持久化缓存是指在进程内存之外备份缓存,它可能位于文件中,也可能位于数据库中。这实现比较困难,但如果重新启动进程,缓存不会丢失。
  • 分布式缓存是指您为多台计算机提供共享缓存,通常它将是几个服务器,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缓存项,其他服务器也可以使用它。像Redis这样的服务非常适合这种情况。

单线程的缓存

.NET中的缓存实现

这个简单的代码解决了一个关键问题,要获取test的值,只有第一个请求才会实际执行数据库操作,然后将数据保存在进程存储器中,以后有关test的请求都将从内存中提取,从而节省时间和资源。

但是,作为编程中的大多数事情,没有什么是如此简单。由于许多原因,上述解决方案并不好。首先,这种实现不是线程安全的,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。

例如:

.NET中的缓存实现

运行结果7234859,运行 的数据丢失了

这就是为什么我们应该从Cache中删除项目:

为了处理这些问题,缓存框架具有驱逐策略(即删除策略),这些是根据某些逻辑从缓存中删除项目的规则,常见的驱逐政策是:

  • 绝对过期策略将在一段固定的时间后从缓存中删除一个项目。
  • 如果未在固定的时间内访问项目,则滑动过期策略将从缓存中删除项目。因此,如果我将到期时间设置为1分钟,只要我每隔30秒使用一次,该项目就会保持在缓存中,一旦我不使用它超过一分钟,该项目被驱逐。
  • 大小限制策略将限制高速缓存大小。

现在我们知道了我们需要什么,让我们继续寻找更好的解决方案。

改善方案

令我非常沮丧的是,作为博主,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较少。

我将向您展示Microsoft的解决方案,如何有效地使用它,以及如何在某些情况下改进它。

System.Runtime.Caching / MemoryCache与Microsoft.Extensions.Caching.Memory

微软有2个解决方案,2个不同的NuGet包用于缓存,两者都很棒,根据微软的建议,更喜欢使用Microsoft.Extensions.Caching.Memory因为它与Asp更好地集成.NET核心。它可以很容易地注入到Asp .NET Core的依赖注入机制中。

这是一个基本的例子Microsoft.Extensions.Caching.Memory:

.NET中的缓存实现

这与我自己非常相似NaiveCache,所以改变了什么?嗯,首先,这是一个线程安全的实现。您可以安全地从多个线程一次调用它。

带有逐出政策的IMemoryCache:

.NET中的缓存实现

让我们分析一下新增内容:

除了示例中的选项之外,您还可以设置一个RegisterPostEvictionCallback委托,当项目被驱逐时将调用该委托。

这是一个非常全面的功能集。它让你想知道是否还有其他东西要添加,实际上有几件事。

问题和缺失的功能

这个实现中有几个重要的缺失部分。

英文原文中有说明,但是觉得不太好,再次没有翻译。

英文原文地址:

https://michaelscodingspot.com/cache-implementations-in-csharp-net/?utm_source=csharpdigest&utm_medium=web&utm_campaign=featured

代码与所写有所修改,但是大致意思一样,如果感兴趣,可以看看英文。

【责任编辑:武晓燕 TEL:(010)68476606】

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