数据缓存全面解析.docx

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数据缓存全面解析

第九章:

ASP.NET缓存技术

序言

有时候总听到同学说网站运行好慢，不知如何是好；有时候也总见到一些同学写的网站功能看起来非常好，但访问性能却极其的差。

没有“勤俭节约”的意识，势必会造成“铺张浪费”。

如何应对这种情况，充分利用系统缓存则是首要之道。

  系统缓存有什么好处呢？

举个简单的例子，你想通过网页查询某些数据，而这些数据并非实时变化，或者变化的时间是有期限的。

例如查询一些历史数据。

那么每个用户每次查的数据都是一样的。

如果不设置缓存，ASP.NET也会根据每个用户的请求重复查询n次，这就增加了不必要的开销。

所以，可能的情况下尽量使用缓存，从内存中返回数据的速度始终比去数据库查的速度快，因而可以大大提供应用程序的性能。

毕竟现在内存非常便宜，用空间换取时间效率应该是非常划算的。

尤其是对耗时比较长的、需要建立网络链接的数据库查询操作等。

缓存功能是大型网站设计一个很重要的部分。

由数据库驱动的Web应用程序，如果需要改善其性能，最好的方法是使用缓存功能。

缓存的分类

    从分布上来看，我们可以概括为客户端缓存和服务器端缓存。

如图所示：

客户端缓存——这点大家都有直观的印象。

比如你去一个新的网站，第一次可能要花一阵子时间才能载入整个页面。

而以后再去呢，时间就会大大的缩短，原因就在于这个客户端缓存。

现在的浏览器都比较智能，它会在客户机器的硬盘上保留许多静态的文件，比如各种gif,jpeg文件等等。

等以后再去的时候，它会尽量使用本地缓存里面的文件。

只有服务器端的文件更新了，或是缓存里面的文件过期了，它才会再次从服务器端下载这些东西。

很多时候是IE替我们做了这件事情。

服务器端缓存——有些东西没法或是不宜在客户端缓存，那么我们只好在服务器端想想办法了。

服务器端缓存从性质上看，又可以分为静态文件缓存和动态缓存两种。

（1）静态文件缓存

   好多页面是静态的，很少改动，那么这种文件最适于作静态缓存。

静态缓存再此不做讲解。

（2）动态缓存

    动态缓存是比较有难度的。

因为你在缓存的时候要时刻注意一个问题，那就是缓存的内容是不是已经过时了。

因为内容过时了可能会有很严重的后果。

比如网上买卖股票的网站。

你给别人提供的价格是过时的，那人家非砍了你不可。

缓存如何发现自己是不是过时就是一个非常复杂的问题。

在ASP.NET中，常见的动态缓存主要有以下几种手段:

●传统缓存方式

●页面输出缓存。

●页面局部缓存。

●利用.NET提供的System.Web.Caching缓存。

●缓存依赖。

页面输出缓存

页面输出缓存是最为简单的缓存机制，该机制将整个ASP.NET页面内容保存在服务器内存中。

当用户请求该页面时，系统从内存中输出相关数据，直到缓存数据过期。

在这个过程中，缓存内容直接发送给用户，而不必再次经过页面处理生命周期。

通常情况下，页面输出缓存对于那些包含不需要经常修改内容的，但需要大量处理才能编译完成的页面特别有用。

需要读者注意的是，页面输出缓存是将页面全部内容都保存在内存中，并用于完成客户端请求。

在ASP.NET中页面缓存的使用方法非常的简单，只需要在aspx页的顶部加这样一句声明即可：

<%@OutputCacheDuration="60"VaryByParam="none"%>

Duration

缓存的时间（秒）。

这是必选属性。

如果未包含该属性，将出现分析器错误。

<%@PageLanguage="C#"AutoEventWireup="true"CodeBehind="WebForm1.aspx.cs"Inherits="CacheWebApp._16_4_3.WebForm1"%>

<%@OutputCacheDuration="60"VaryByParam="none"%>

//www.w3.org/1999/xhtml">

后台代码：

protectedvoidPage_Load（objectsender,EventArgse）

{

if（!

IsPostBack）

{

Label1.Text=DateTime.Now.ToString（）;

}

}

如果不加<%@OutputCacheDuration="60"VaryByParam="none"%>，每次刷新页面上的时间每次都是在变。

而加了缓存声明以后，每次刷新页面的时间并不变化，60秒后才变化一次，说明数据被缓存了60秒。

VaryByParam

是指页面根据使用POST或GET发送的名称/值对（参数）来更新缓存的内容，多个参数用分号隔开。

如果不希望根据任何参数来改变缓存内容，请将值设置为none。

如果希望通过所有的参数值改变都更新缓存，请将属性设置为星号（*）。

例如：

http:

//localhost:

1288/Demo2.aspx?

language=e

则可以在WebForm1.aspx页面头部声明缓存：

<%@OutputCacheDuration="60"VaryByParam="language"%>

以上代码设置页面缓存时间是60秒，并根据language参数的值来更新缓存，即language的值发生变化才更新缓存。

如果一直是Demo2.aspx?

language=e访问该页，则页面会缓存当前数据，当language=c时又会执行后台代码更新缓存内容。

除此之外，@OutputCache还有一些其他的属性。

@OutputCache指令中的属性参数描述如下：

<%@OutputCacheDuration="#ofseconds"

Location="Any|Client|Downstream|Server|None|

ServerAndClient"

Shared="True|False"

VaryByControl="controlname"

VaryByCustom="browser|customstring"

VaryByHeader="headers"

VaryByParam="parametername"

CacheProfile="cacheprofilename|''"

NoStore="true|false"

SqlDependency="database/tablenamepair|CommandNotification"

%>

CacheProfile

用于调用Web.config配置文件中设置的缓存时间。

这是可选属性，默认值为空字符（""）。

例如：

在Web.config中加入配置：

页面中声明：

<%@OutputCacheCacheProfile="CacheTest"VaryByParam="none"%>

注意：

包含在用户控件（.ascx文件）中的@ OutputCache指令不支持此属性。

在页中指定此属性时，属性值必须与outputCacheSettings节下面的outputCacheProfiles元素中的一个可用项的名称匹配。

如果此名称与配置文件项不匹配，将引发异常。

如果每个页面的缓存时间相同，则不需要每个页面设置，而是通过统一一个地方控制，这样就可以更好的统一控制所有页面的缓存时间。

如果想改变缓存时间，只需要改一下web.config的配置信息即可，而不用每个页面去修改。

VaryByControl

通过控件文件中包含的服务器控件来改变缓存（值是控件ID，多控件用分号隔开）。

在ASP.NET页和用户控件上使用@ OutputCache指令时，需要该属性或VaryByParam属性。

<%@PageLanguage="C#"AutoEventWireup="true"CodeBehind="WebForm2.aspx.cs"Inherits="CacheWebApp._16_4_3.WebForm2"%>

<%@OutputCacheDuration="60"VaryByParam="none"VaryByControl="DropDownList1"%>

//www.w3.org/1999/xhtml">

以上代码设置缓存有效期是60秒，并且页面不随任何GET或POST参数改变（即使不使用VaryByParam属性，但是仍然需要在@OutputControl指令中显式声明该属性）。

如果用户控件中包含ID属性为“DropDownList1”的服务器控件（例如下拉框控件），那么缓存将根据该控件的变化来更新页面数据。

页面局部缓存

有时缓存整个页面是不现实的，因为页的某些部分可能在每次请求时都需要变化。

在这些情况下，只能缓存页的一部分。

顾名思义，页面部分缓存是将页面部分内容保存在内存中以便响应用户请求，而页面其他部分内容则为动态内容。

页面部分缓存的实现包括两种方式：

控件缓存和替换后缓存。

1.控件缓存（也称为片段缓存）

   这种方式允许将需要缓存的信息包含在一个用户控件内，然后，将该用户控件标记为可缓存的，以此来缓存页面输出的部分内容。

该选项允许缓存页面中的特定内容，而没有缓存整个页面，因此，每次都需重新创建整个页。

例如，如果要创建一个显示大量动态内容（如股票信息）的页，其中有些部分为静态内容（如每周总结），这时可以将静态部分放在用户控件中，并允许缓存这些内容。

   在ASP.NET中，提供了UserControl这种用户控件的功能。

一个页面可以通过多个UserControl来组成。

只需要在某个或某几个UserControl里设置缓存。

   例如：

   那么可以在WebUserControl1.ascx的页头代码中添加声明语句：

<%@ControlLanguage="C#"AutoEventWireup="true"CodeBehind="WebUserControl1.ascx.cs"Inherits="CacheWebApp._16_4_5.WebUserControl1"%>

<%@OutputCacheDuration="60"VaryByParam="none"%>

<%=DateTime.Now%>

    调用该控件的页面WebForm1.aspx代码：

<%@PageLanguage="C#"AutoEventWireup="true"CodeBehind="WebForm1.aspx.cs"Inherits="CacheWebApp._16_4_5.WebForm1"%>

<%@Registersrc="WebUserControl1.ascx"tagname="WebUserControl1"tagprefix="uc1"%>

//www.w3.org/1999/xhtml">

这时候刷新WebForm1.aspx页面时，页面的时间每次刷新都变化，而用户控件中的时间数据却是60秒才变化一次，说明对页面的“局部”控件实现了缓存，而整个页面不受影响。

2.缓存后替换

   与控件缓存正好相反。

它对整个页面进行缓存，但是页中的某些片段是动态的，因此不会缓存这些片段。

ASP.NET页面中既包含静态内容，又包含基于数据库数据的动态内容。

静态内容通常不会发生变化。

因此，对静态内容实现数据缓存是非常必要的。

然而，那些基于数据的动态内容，则不同。

数据库中的数据可能每时每刻都发生变化，因此，如果对动态内容也实现缓存，可能造成数据不能及时更新的问题。

对此问题如果使用前文所述的控件缓存方法，显然不切实际，而且实现起来很繁琐，易于发生错误。

   如何实现缓存页面的大部分内容，而不缓存页面中的局部某些片段。

ASP.NET2.0提供了缓存后替换功能。

实现该项功能可通过以下三种方法：

   一是以声明方式使用Substitution控件，

   二是以编程方式使用Substitution控件API，

   三是以隐式方式使用控件。

   前两种方法的核心是Substitution控件，本节将重点介绍该控件，第三种方法仅专注于控件内置支持的缓存后替换功能，本节仅做简要说明。

（1）Substitution控件应用

    为提高应用程序性能，可能会缓存整个ASP.NET页面，同时，可能需要根据每个请求来更新页面上特定的部分。

例如，可能要缓存页面的很大一部分，需要动态更新该页上与时间或者用户高度相关的信息。

在这种情况下，推荐使用Substitution控件。

Substitution控件能够指定页面输出缓存中需要以动态内容替换该控件的部分，即允许对整页面进行输出缓存，然后，使用Substitution控件指定页中免于缓存的部分。

需要缓存的区域只执行一次，然后从缓存读取，直至该缓存项到期或被清除。

动态区域，也就是Substitution控件指定的部分，在每次请求页面时都执行。

Substitution控件提供了一种缓存部分页面的简化解决方案。

<%@PageLanguage="C#"AutoEventWireup="true"CodeBehind="WebForm2.aspx.cs"Inherits="CacheWebApp._16_4_5.WebForm2"%>

<%@OutputCacheDuration="5"VaryByParam="none"%>

//www.w3.org/1999/xhtml">

页面后台代码：

publicpartialclassWebForm2:

System.Web.UI.Page

{

publicstaticstringgetCurrentTime（HttpContextcontext）

{

returnDateTime.Now.ToString（）;

}

}

 如上代码所示，Substitution控件有一个重要属性:

MethodName。

该属性用于获取或者设置当Substitution控件执行时为回调而调用的方法名称。

该方法比较特殊，必须符合以下3条标准：

Ø 此方法必须被定义为静态方法；

Ø 此方法必须接受HttpContext类型的参数；

Ø 此方法必须返回String类型的值。

  在运行情况下，Substitution控件将自动调用MethodName属性所定义的方法。

该方法返回的字符串即为要在页面中的Substitution控件的位置上显示的内容。

如果页面设置了缓存全部输出，那么在第一次请求时，该页将运行并缓存其输出。

对于后续的请求，将通过缓存来完成，该页上的其他代码不会再运行。

但Substitution控件及其有关方法则在每次请求时都执行，并且自动更新该控件所表示的动态内容，这样就实现了整体缓存，局部变化的替换效果。

  如上代码所示，在代码头部通过@OutputCache指令设置页面输出缓存过期时间为5秒，这意味着整个页面数据都应用了缓存功能。

因此，“页面缓存的时间”所显示的时间值来自于数据缓存。

这个时间值不会随着刷新页面而变化，仅当缓存过期时才会发生更新。

Substitution控件的MethodName属性值为getCurrentTime。

该控件显示的内容来自于getCurrentTime方法的返回值。

尤为重要的是，虽然页面设置了输出缓存功能，但是每当页面刷新时，ASP.NET执行引擎仍然要重新执行Substitution控件，并将MethodName属性值指定的方法返回值显示在页面上，因此，显示的是当前最新时间。

随着页面的刷新，真实时间在变，而页面缓存的时间在指定的缓存时间内始终不变。

Substitution控件API应用

上一小节介绍了以声明方式使用Substitution控件实现缓存后替换的应用。

本节说明另一种实现方法。

该方法的核心是以编程方式利用Substitution控件API实现缓存后替换，相对于以声明方式使用Substitution控件的方法具有更强灵活性。

通过为Substitution指定回调方法，实现和声明同样的效果。

Substitution的回调方法必须是

HttpResponseSubstitutionCallback委托定义的方法，它有两个特征：

l 一是返回值必须是String，

l 二是参数有且仅有一个，并且是HttpContext类型。

当需要以编程方式，为缓存的输出响应动态生成指定的响应区域时，可以在页面代码中将某个方法（即回调方法）的名称作为参数（HttpResponseSubstitutionCallback）传递给Substitution。

这样Substitution就能够使用回调方法，并将回调方法的返回值作为给定位置的替代内容显示出来。

需要注意的是，回调方法必须是线程安全的，可以是作为容器的页面或者用户控件中的静态方法，也可以是其他任意对象上的静态方法或实例方法。

下面演示一个以编程方式将Substitution控件添加到输出缓存网页。

与

（1）Substitution控件应用所示的示例完成同样功能。

不同的是实现方式。

<%@PageLanguage="C#"AutoEventWireup="true"CodeBehind="WebForm3.aspx.cs"Inherits="CacheWebApp._16_4_5.WebForm3"%>

<%@OutputCacheDuration="60"VaryByParam="none"%>

//www.w3.org/1999/xhtml">

页面后台CS代码：

protectedvoidPage_Load（objectsender,EventArgse）

{

//创建一个Substitution

SubstitutionSubstitution1=newSubstitution（）;

//指定调用的回调方法名

Substitution1.MethodName="GetCurrentDateTime";

PlaceHolder1.Controls.Add（Substitution1）;

Label1.Text=DateTime.Now.ToString（）;

}

publicstaticstringGetCurrentDateTime（HttpContextcontext）

{

returnDateTime.Now.ToString（）;

}

   如上代码所示，页面使用@OutputCache指令设置了输出缓存功能，其配置数据缓存过期时间为60秒。

然而，页面其他内容都被缓存，通过Substitution调用的回调方法显