详解.NET 4.0可扩展缓存框架-多级缓存框架

.NET Framework中，叫做System.Runtime.Caching，这不仅是个缓存库，还是个框架，可以在上面开发自己的库。ObjectCache定义了所有缓存都要实现的通用操作。与之搭配的是个内存缓存实现，叫做MemoryCache。这个缓存系统的结构如下：

上图大家可以看出来对应那些产品了吗？

下面我给大家介绍一个实现这样一个架构的代码示例，代码的核心就是ObjectCache：

定义一个抽象的Provider接口：

public interface ICacheBuilder    
{     
ObjectCache GetInstance();  
string DefaultRegionName { get; }  
}

In-memory提供者的实现使用MemoryCache：

public class MemoryCacheBuilder : ICacheBuilder  
{  
 public MemoryCacheBuilder() { }  
 public ObjectCache GetInstance()  
 {  
 return MemoryCache.Default;  
 }  
 public string DefaultRegionName  
  {  
   get { return null; }  
  }  
 }

分布式缓存提供者Memcached：

public class MemcachedCache : ObjectCache, ICacheBuilder  
 {  
private long _lDefaultExpireTime = 3600; // default Expire Time  
   private MemcachedClient _client = null;  
    #region ICache Members  
     
        public MemcachedCache()  
        {  
            this._client = MemcachedClientService.Instance.Client;  
       }  
      
public override void Set(string key, object value, System.DateTimeOffset absoluteExpiration, string regionName = null)  
       {  
           Enforce.NotNull(key, "key");  
           CacheItem item = new CacheItem(key, value, regionName);  
    CacheItemPolicy policy = new CacheItemPolicy();  
           policy.AbsoluteExpiration = absoluteExpiration;  
           Set(item, policy);  
       }    
       public override void Set(CacheItem item, CacheItemPolicy policy)  
      {  
           if (item == null || item.Value == null)  
               return;  
           item.Key = item.Key.ToLower();  
            if (policy != null && policy.ChangeMonitors != null && policy.ChangeMonitors.Count > 0)  
               throw new NotSupportedException("Change monitors are not supported");  
     
           // max timeout in scaleout = 65535  
           TimeSpan expire = (policy.AbsoluteExpiration.Equals(null)) ?  
        policy.SlidingExpiration :  
                             (policy.AbsoluteExpiration - DateTimeOffset.Now);  
        double timeout = expire.TotalMinutes;  
           if (timeout > 65535)  
             timeout = 65535;  
           else if (timeout > 0 && timeout < 1)  
              timeout = 1;  
          this._client.Store(Enyim.Caching.Memcached.StoreMode.Set, item.Key.ToString(), item.Value);  
     }  
      public override object this[string key]  
       {  
          get 
          {  
              return Get(key);  
          }  
          set 
           {  
               Set(key, value, null);  
          }  
       }  
public override object AddOrGetExisting(string key, object value, CacheItemPolicy policy, string regionName = null)  
       {  
           CacheItem item = GetCacheItem(key, regionName);  
           if (item == null)  
          {  
               Set(new CacheItem(key, value, regionName), policy);  
               return value;  
          }  
         return item.Value;  
       }  
     public override CacheItem AddOrGetExisting(CacheItem value, CacheItemPolicy policy)  
     {  
           CacheItem item = GetCacheItem(value.Key, value.RegionName);  
          if (item == null)  
          {  
              Set(value, policy);  
              return value;  
          }  
         return item;  
      }  
 public override object AddOrGetExisting(string key, object value, System.DateTimeOffset absoluteExpiration, string regionName = null)  
      {  
          CacheItem item = new CacheItem(key, value, regionName);  
           CacheItemPolicy policy = new CacheItemPolicy();  
           policy.AbsoluteExpiration = absoluteExpiration;  
     return AddOrGetExisting(item, policy);  
       }  
      public override bool Contains(string key, string regionName = null)  
       {  
          return false;  
      }  
public override CacheEntryChangeMonitor CreateCacheEntryChangeMonitor(System.Collections.Generic.IEnumerable<string> keys, string regionName = null)  
       {  
         throw new System.NotImplementedException();  
    }  
   public override DefaultCacheCapabilities DefaultCacheCapabilities  
    {  
      get 
         {  
           return 
               DefaultCacheCapabilities.OutOfProcessProvider |  
               DefaultCacheCapabilities.AbsoluteExpirations |  
                DefaultCacheCapabilities.SlidingExpirations |  
DefaultCacheCapabilities.CacheRegions;  
        }  
   }  
  public override object Get(string key, string regionName = null)  
     {  
        key = key.ToLower();  
       return this._client.Get(key);  
      }  
    public override CacheItem GetCacheItem(string key, string regionName = null)  
      {  
         object value = Get(key, regionName);  
         if (value != null)  
             return new CacheItem(key, value, regionName);  
        return null;  
      }  
    public override long GetCount(string regionName = null)  
     {  
        return -1;  
    }  
  protected override System.Collections.Generic.IEnumerator<System.Collections.Generic.KeyValuePair<string, object>> GetEnumerator()  
    {  
          throw new System.NotImplementedException();  
      }  
public override System.Collections.Generic.IDictionary<string, object> GetValues(System.Collections.Generic.IEnumerable<string> keys, string regionName = null)  
     {  
          throw new System.NotImplementedException();  
      }  
     
     public override string Name  
      {  
          get { return "MemcachedProvider"; }  
      }  
     
      public override object Remove(string key, string regionName = null)  
    {  
        key = key.ToLower();  
          return this._client.Remove(key);  
    }  
     public override void Set(string key, object value, CacheItemPolicy policy, string regionName = null)  
    {  
        Set(new CacheItem(key, value, regionName), policy);  
     }  
    #endregion  
    #region ICacheBuilder Members  
     public ObjectCache GetInstance()  
     {  
         return this;  
     }  
     public string DefaultRegionName  
     {  
       get { throw new NotImplementedException(); }  
      }  
     #endregion  
}

分布式缓存提供者Windows Server AppFabric Caching：

public class AppFabricCacheProvider : ObjectCache, ICacheBuilder    
{     
  public static DataCache factory = null;    
 public static object syncObj = new object();    
public override object AddOrGetExisting(string key, object value, CacheItemPolicy policy, string regionName = null)     
 {     
        CacheItem item = GetCacheItem(key, regionName);   
         if (item == null)   
         {    
             Set(new CacheItem(key, value, regionName), policy);    
         return value;    
         }    
         return item.Value;    
     }    
public override CacheItem AddOrGetExisting(CacheItem value, CacheItemPolicy policy)   
    {    
       CacheItem item = GetCacheItem(value.Key, value.RegionName);   
       if (item == null)   
         {   
            Set(value, policy);   
            return value;    
       }   
      return item;   
   }    
public override object AddOrGetExisting(string key, object value, System.DateTimeOffset absoluteExpiration, string regionName = null)   
    {    
        CacheItem item = new CacheItem(key, value, regionName);    
       CacheItemPolicy policy = new CacheItemPolicy();    
       policy.AbsoluteExpiration = absoluteExpiration;    
        return AddOrGetExisting(item, policy);    
  }    
    public override bool Contains(string key, string regionName = null)   
  {   
     return Get(key, regionName) != null;    
  }    
 public override CacheEntryChangeMonitor CreateCacheEntryChangeMonitor(System.Collections.Generic.IEnumerable<string> keys, string regionName = null)    
   {    
         throw new NotImplementedException();    
   }    
    public override DefaultCacheCapabilities DefaultCacheCapabilities    
  {   
        get    
         {    
            return    
             
DefaultCacheCapabilities.OutOfProcessProvider |    
               DefaultCacheCapabilities.AbsoluteExpirations |    
                 DefaultCacheCapabilities.SlidingExpirations |    
               DefaultCacheCapabilities.CacheRegions;    
        }    
     }    
    public override object Get(string key, string regionName = null)    
     {    
         key = key.ToLower();   
         CreateRegionIfNeeded();    
        return (regionName == null) ?  
           CacheFactory.Get(key) :   
           CacheFactory.Get(key, regionName);    
     }    
     public override CacheItem GetCacheItem(string key, string regionName = null)   
     {   
         object value = Get(key, regionName);    
         if (value != null)   
           return new CacheItem(key, value, regionName);    
         return null;   
    }    
     public override long GetCount(string regionName = null)    
   {    
        if (string.IsNullOrEmpty(regionName))    
             throw new NotSupportedException();   
         return CacheFactory.GetObjectsInRegion(regionName).LongCount();    
 }    
     protected override System.Collections.Generic.IEnumerator<System.Collections.Generic.KeyValuePair<string, object>> GetEnumerator()    
   {    
       throw new NotSupportedException();    
     }    
     public override System.Collections.Generic.IDictionary<string, object> GetValues(System.Collections.Generic.IEnumerable<string> keys, string regionName = null)   
    {    
        if (string.IsNullOrEmpty(regionName))    
         throw new NotSupportedException();   
        return CacheFactory.GetObjectsInRegion(regionName).ToDictionary(x => x.Key, x => x.Value);    
   }   
   public override string Name   
     {   
      get { return "AppFabric"; }   
     }  
public override object Remove(string key, string regionName = null)  
    {   
         key = key.ToLower();   
        CreateRegionIfNeeded();   
        return (regionName == null) ?   
            CacheFactory.Remove(key) :   
             CacheFactory.Remove(key, regionName);   
   }   
    public override void Set(string key, object value, CacheItemPolicy policy, string regionName = null)   
   {  
     Set(new CacheItem(key, value, regionName), policy);   
   }  
    public override void Set(CacheItem item, CacheItemPolicy policy)  
    {   
         if (item == null || item.Value == null)   
             return;   
       if (policy != null && policy.ChangeMonitors != null && policy.ChangeMonitors.Count > 0)   
           throw new NotSupportedException("Change monitors are not supported");   
         item.Key = item.Key.ToLower();   
        CreateRegionIfNeeded();   
      TimeSpan expire = (policy.AbsoluteExpiration.Equals(null)) ?   
           policy.SlidingExpiration :   
           (policy.AbsoluteExpiration - DateTimeOffset.Now);   
         if (string.IsNullOrEmpty(item.RegionName))   
             CacheFactory.Put(item.Key, item.Value, expire);   
        else   
             CacheFactory.Put(item.Key, item.Value, expire, item.RegionName);   
     }   
     private static DataCache CacheFactory   
    {   
         get   
       {   
            if (factory == null)   
            {  
                lock (syncObj)  
                 {   
                     if (factory == null)   
                  {   
      DataCacheFactory cacheFactory = new DataCacheFactory();  
                       factory = cacheFactory.GetDefaultCache();   
                 }   
            }   
            }   
             return factory;   
         }   
   }   
   private void CreateRegionIfNeeded() 163:     {   
         try   
       {   
       CacheFactory.CreateRegion(DefaultRegionName);   
      }   
      catch (DataCacheException ex)  
        {   
           if (!ex.ErrorCode.Equals(DataCacheErrorCode.RegionAlreadyExists))   
                 throw ex;   
        }  
    }   
public override void Set(string key, object value, System.DateTimeOffset absoluteExpiration, string regionName = null)   
     {   
         CacheItem item = new CacheItem(key, value, regionName);  
         CacheItemPolicy policy = new CacheItemPolicy();   
        policy.AbsoluteExpiration = absoluteExpiration;   
       Set(item, policy);   
    }   
  public override object this[string key]   
     {   
        get   
        {   
            return Get(key, DefaultRegionName);   
         }   
         set   
        {   
             Set(key, value, null, DefaultRegionName);   
         }   
    }   
public ObjectCache GetInstance()   
    {   
         return this;   
     }   
public string DefaultRegionName   
  {  
   get 
 {   
 string defaultRegion= FrameworkConfiguationManager.GetConfiguration().GetAppVariable("AppFabricCacheDefaultRegion");   
        if (string.IsNullOrEmpty(defaultRegion))   
     {   
                defaultRegion = "Default";   
      }   
         return defaultRegion;   
    }   
  }   
 }

输出缓存对于改善性能有很大好处，在ASP.NET 4.0中可以自定义输出缓存的策略，比如把输出保存在磁盘中，外部的memcached服务中等等。甚至还可以定义一些高级规则，比如为A页面使用A输出缓存策略来把数据保存于内存中，为B页面使用B输出缓存策略来把数据保存于磁盘中。

代码例子可以参看文章http://www.buraksenyurt.com/post/AspNet-40-Custom-Cache-Provider.aspx，在web.config中配置

<caching> 
      <outputCache defaultProvider="AspNetInternalProvider"> 
       <providers> 
<add name="DiskBasedCacheProvider" type="CustomCaching.DiskCacheProvider,CustomCaching"/> 
    </providers> 
   </outputCache> 
   </caching>

在ASP.NET 4 的默认输出缓存策略中。所有的HTTP响应、所呈现的页面和控件缓存均使用上例所示的默认输出缓存提供程序(其中defaultProvider属性值为AspNetInternalProvider)。通过为defaultProvider指定不同的提供程序。就可以更改web应用程序的默认输出缓存提供程序。

另外，还可以针对每个用户控件和各个请求选择不同的输出缓存提供程序。要为不同的Web用户控件选择不同的输出缓存提供程序，最简便的方法是设置页面或控件指令中新增加的providerName属性，如下面的示例所示：

<%@ OutputCache Duration="60" VaryByParam="None" 
 providerName="DiskBasedCacheProvider" %>

若要为某个HTTP请求指定不同的输出缓存提供程序，可以覆盖Global.asax文件中新增加的GetOutputCacheProviderName方法，以编程的方式指定要用于特定请求的提供程序。

原文地址:.NET4.0的可扩展缓存系统

链接:http://www.cnblogs.com/shanyou/archive/2010/07/01/1769547.html

【编辑推荐】