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NetCore的缓存使用详例
来源：cnblogs　　作者：三十三重天　　时间：2021/4/6 10:14:32　　对本文有异议

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缓存基础知识

缓存可以减少生成内容所需的工作，从而显著提高应用程序的性能和可伸缩性。 缓存最适用于不经常更改的 数据，生成 成本很高。 通过缓存，可以比从数据源返回的数据的副本速度快得多。 应该对应用进行编写和测试，使其 永不 依赖于缓存的数据。

ASP.NET Core 支持多个不同的缓存。 最简单的缓存基于 IMemoryCache。 IMemoryCache 表示存储在 web 服务器的内存中的缓存。 在服务器场上运行的应用 (多台服务器) 应确保会话在使用内存中缓存时处于粘滞状态。 粘滞会话确保来自客户端的后续请求都将发送到相同的服务器。

内存中缓存可以存储任何对象。 分布式缓存接口仅限 byte[] 。 内存中和分布式缓存将缓存项作为键值对。

缓存指南

  • 代码应始终具有回退选项，以获取数据，而 不是依赖于可用的缓存值。
  • 缓存使用稀有资源内存,限制缓存增长：
    • 不要 使用外部 输入作为缓存键。
    • 使用过期限制缓存增长。
    • 使用 SetSize、Size 和 SizeLimit 限制缓存大小]。 ASP.NET Core 运行时不会根据内存 压力限制缓存 大小。 开发人员需要限制缓存大小。

使用

DI注入

创建一个NetCore控制台项目，进行缓存的项目演示。

控制台项目只有一个初始化的Program.cs文件。基于NetCore进行项目编码，每一步就是创建一个基础模板，使用依赖注入的方式。

  1. nuget install Microsoft.Extensions.Hosting
  1.   public static class Program
  2.     {
  3.         static async void Main(string[] args)
  4.         {
  5.            var builder = new HostBuilder().ConfigureServices((context, service) =>
  6.             {
  8.             });
  10.            await builder.RunConsoleAsync();
  11.         }
  12.     }

注入缓存服务,控制台需要下载库 Microsoft.Extensions.Caching.Memory

  1. nuget install Microsoft.Extensions.Caching.Memory
  1.   public static class Program
  2.     {
  3.         static async void Main(string[] args)
  4.         {
  5.            var builder = new HostBuilder().ConfigureServices((context, service) =>
  6.             {
  7.       		  service.AddMemoryCache();
  8.       		  
  9.               service.AddScoped<CacheService>();//实际测试服务
  11.               service.AddHostedService<BackgroundJob>();//后台执行方法
  12.             });
  14.            await builder.RunConsoleAsync();
  15.         }
  16.     }

后台服务

  1. public class BackgroundJob : IHostedService
  2.     {
  3.         private readonly CacheService _cacheService;
  5.         public BackgroundJob(CacheService cacheService)
  6.         {
  7.             _cacheService = cacheService;
  8.         }
  10.         public Task StartAsync(CancellationToken cancellationToken)
  11.         {
  12.             _cacheService.Action();
  14.             return Task.CompletedTask;
  15.         }
  17.         public Task StopAsync(CancellationToken cancellationToken)
  18.         {
  19.             return Task.CompletedTask;
  20.         }
  21.     }

MemoryCache使用总结

通过构造函数自动注入IMemoryCache

  1. public class CacheService
  2. {
  3.     private readonly IMemoryCache _memoryCache;
  5.     public CacheService(IMemoryCache memoryCache)
  6.     {
  7.    		 _memoryCache = memoryCache;
  8.     }
  9. }

最基本的使用

Set方法根据Key设置缓存，默认缓存不过期

Get方法根据Key取出缓存

  1. /// <summary>
  2. /// 缓存设置
  3. /// </summary>
  4. public void BaseCache()
  5. {
  6.     string cacheKey = "timestamp";
  7.     //set cache
  8.     _memoryCache.Set(cacheKey, DateTime.Now.ToString());
  10.     //get cache
  11.     Console.WriteLine(_memoryCache.Get(cacheKey));
  12. }

IMemoryCache提供一些好的语法糖供开发者使用，具体内容看下方文档

  1. /// <summary>
  2. /// 特殊方法的使用
  3. /// </summary>
  4. public void ActionUse()
  5. {
  6.     //场景-如果缓存存在，取出。如果缓存不存在，写入
  7.     //原始写法
  8.     string cacheKey = "timestamp";
  9.     if (_memoryCache.Get(cacheKey) != null)
  10.     {
  11.         _memoryCache.Set(cacheKey, DateTime.Now.ToString());
  12.     }
  13.     else
  14.     {
  15.         Console.WriteLine(_memoryCache.Get(cacheKey));
  16.     }
  18.     //新写法
  19.     var dataCacheValue = _memoryCache.GetOrCreate(cacheKey, entry =>
  20.      {
  21.          return DateTime.Now.ToString();
  22.      });
  23.     Console.WriteLine(dataCacheValue);
  25.     //删除缓存
  26.     _memoryCache.Remove(cacheKey);
  28.     //场景 判断缓存是否存在的同时取出缓存数据
  29.     _memoryCache.TryGetValue(cacheKey, out string cacheValue);
  30.     Console.WriteLine(cacheValue);
  32. }

缓存过期策略

设置缓存常用的方式主要是以下二种

  1. 绝对到期（指定在一个固定的时间点到期）
  2. 滑动到期（在一个时间长度内没有被命中则过期）
  3. 组合过期 (绝对过期+滑动过期）

绝对到期

过期策略 5秒后过期

  1. //set absolute cache
  2. string cacheKey = "absoluteKey";
  3. _memoryCache.Set(cacheKey, DateTime.Now.ToString(), TimeSpan.FromSeconds(5));
  5. //get absolute cache
  6. for (int i = 0; i < 6; i++)
  7. {
  8.     Console.WriteLine(_memoryCache.Get(cacheKey));
  9.     Thread.Sleep(1000);
  10. }

滑动到期

过期策略 2秒的滑动过期时间，如果2秒内有访问，过期时间延后。当2秒的区间内没有访问，缓存过期

  1. //set slibing cache
  2. string cacheSlibingKey = "slibingKey";
  3. MemoryCacheEntryOptions options = new MemoryCacheEntryOptions();
  4. options.SlidingExpiration = TimeSpan.FromSeconds(2);
  6. _memoryCache.Set(cacheSlibingKey, DateTime.Now.ToString(), options);
  8. //get slibing cache
  9. for (int i = 0; i < 2; i++)
  10. {
  11.     Console.WriteLine(_memoryCache.Get(cacheSlibingKey));
  12.     Thread.Sleep(1000);
  13. }
  14. for (int i = 0; i < 2; i++)
  15. {
  16.     Thread.Sleep(2000);
  17.     Console.WriteLine(_memoryCache.Get(cacheSlibingKey));
  18. }

组合过期

过期策略

6秒绝对过期+2秒滑动过期

满足任意一个缓存都将失效

  1. string cacheCombineKey = "combineKey";
  2. MemoryCacheEntryOptions combineOptions = new MemoryCacheEntryOptions();
  3. combineOptions.SlidingExpiration = TimeSpan.FromSeconds(2);
  4. combineOptions.AbsoluteExpiration = DateTime.Now.AddSeconds(6);
  6. _memoryCache.Set(cacheCombineKey, DateTime.Now.ToString(), combineOptions);
  8. //get slibing cache
  9. for (int i = 0; i < 2; i++)
  10. {
  11.     Console.WriteLine(_memoryCache.Get(cacheCombineKey));
  12.     Thread.Sleep(1000);
  13. }
  15. for (int i = 0; i < 6; i++)
  16. {
  17.     Thread.Sleep(2000);
  18.     Console.WriteLine(i+"|" + _memoryCache.Get(cacheCombineKey));
  19. }
  21. Console.WriteLine("------------combineKey End----------------");

缓存状态变化事件

当缓存更新、删除时触发一个回调事件，记录缓存变化的内容。

  1. /// <summary>
  2. /// cache状态变化回调
  3. /// </summary>
  4. public void CacheStateCallback()
  5. {
  6.     MemoryCacheEntryOptions options = new MemoryCacheEntryOptions();
  7.     options.AbsoluteExpiration = DateTime.Now.AddSeconds(3
  8.         );
  9.     options.RegisterPostEvictionCallback(MyCallback, this);
  11.     //show callback console
  12.     string cacheKey = "absoluteKey";
  13.     _memoryCache.Set(cacheKey, DateTime.Now.ToString(), options);
  15.     Thread.Sleep(500);
  16.     _memoryCache.Set(cacheKey, DateTime.Now.ToString(), options);
  18.     _memoryCache.Remove(cacheKey);
  20. }
  22. private static void MyCallback(object key, object value, EvictionReason reason, object state)
  23. {
  24.     var message = $"Cache entry state change:{key} {value} {reason} {state}";
  25.     ((CacheService)state)._memoryCache.Set("callbackMessage", message);
  27.     Console.WriteLine(message);
  28. }

缓存依赖策略

设置一个缓存A
设置一个缓存B,依赖于缓存A 如果缓存A失效,缓存B也失效

  1. /// <summary>
  2. /// 缓存依赖策略
  3. /// </summary>
  4. public void CacheDependencyPolicy()
  5. {
  6.     string DependentCTS = "DependentCTS";
  7.     string cacheKeyParent = "CacheKeys.Parent";
  8.     string cacheKeyChild = "CacheKeys.Child";
  10.     var cts = new CancellationTokenSource();
  11.     _memoryCache.Set(DependentCTS, cts);
  13.     //创建一个cache策略
  14.     using (var entry = _memoryCache.CreateEntry(cacheKeyParent))
  15.     {
  16.         //当前key对应的值
  17.         entry.Value = "parent" + DateTime.Now;
  19.         //当前key对应的回调事件
  20.         entry.RegisterPostEvictionCallback(MyCallback, this);
  22.         //基于些key创建一个依赖缓存
  23.         _memoryCache.Set(cacheKeyChild, "child" + DateTime.Now, new CancellationChangeToken(cts.Token));
  24.     }
  26.     string ParentCachedTime = _memoryCache.Get<string>(cacheKeyParent);
  27.     string ChildCachedTime = _memoryCache.Get<string>(cacheKeyChild);
  28.     string callBackMsg = _memoryCache.Get<string>("callbackMessage");
  29.     Console.WriteLine("第一次获取");
  30.     Console.WriteLine(ParentCachedTime + "|" + ChildCachedTime + "|" + callBackMsg);
  32.     //移除parentKey
  33.     _memoryCache.Get<CancellationTokenSource>(DependentCTS).Cancel();
  34.     Thread.Sleep(1000);
  36.     ParentCachedTime = _memoryCache.Get<string>(cacheKeyParent);
  37.     ChildCachedTime = _memoryCache.Get<string>(cacheKeyChild);
  38.     callBackMsg = _memoryCache.Get<string>("callbackMessage");
  39.     Console.WriteLine("第二次获取");
  40.     Console.WriteLine(ParentCachedTime + "|" + ChildCachedTime + "|" + callBackMsg);
  41. }

参考资料

AspNetCore中的缓存内存

.NetCore缓存篇之MemoryCache

Asp.Net Core 轻松学-在.Net Core 使用缓存和配置依赖策略

拥抱.NET Core系列：MemoryCache 缓存过期

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最后

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