.NET 缓存模块设计实践

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上一篇谈了我对缓存的概念，框架上的理解和看法，这篇承接上篇讲讲我自己的缓存模块设计实践。

基本的缓存模块设计
最基础的缓存模块一定有一个统一的CacheHelper，如下:

  public interface ICacheHelper
  {   
    T Get<T>(string key);
        
    void Set<T>(string key, T value);   

    void Remove(string key);        
  }

然后业务层是这样调用的

  public User Get(int id)
    {
      if (id <= 0)
        throw new ArgumentNullException("id");

      var key = string.Format(USER_CACHE_KEY, id);
      var user = _cacheHelper.Get<User>(key);
      if (user != null)
        return user;

      return _repository.Get(id);
    }

上面的代码没什么错误，但是实际运用的时候就产生疑问了，因为我一直强调缓存要保存"热数据"，那样"热数据"一定会有过期的时候，我们不可能另外写一个去Set。所以干脆就结合到一起写是比较合适的。

public User GetV2(int id)
{
  if (id <= 0)
    throw new ArgumentNullException("id");

  var key = string.Format(USER_CACHE_KEY, id);
  var user = _cacheHelper.Get<User>(key);
  if (user != null)
    return user;
    user = _repository.Get(id);
  if (user != null)
    _cacheHelper.Set(key, user);
    return user;
}

上面的代码其实只是加了一个Set而已，就这样的设计的话，每次一个Get需要的重复代码实在是太多了，那么是不是应该更精简？这时候吃点C#语法糖就很有必要了，语法糖偶尔吃点增进效率，何乐而不为？

public User GetV3(int id)
{
   if (id <= 0)
     throw new ArgumentNullException("id");

   var key = string.Format(USER_CACHE_KEY, id);
    return _cacheHelperV2.Get<User>(key, () => _repository.Get(id));      
}

//ICache Get<T>实现
public T Get<T>(string key, Func<T> fetch = null)
{
  T result = default(T);
  var obj = Cache.Get(key);
  if (obj is T)
  {
    result = (T)obj;
  }

  if(result == null)
  {
    result = fetch();

    if (result != null)
      Set(key, result);
  }

  return result;
}

这里我直接把Set方法都包装进了ICache.Get<T>，附带上Fetch Func。这样就把公共的操作抽象到了一起，简化了Cache的调用，完美的符合了我的想法。

缓存模块设计进阶
上一节里的ICache V3几乎已经最精简了，但是其实参考了ServiceStack.Redis之后，我发现了更加的抽象方式。很明显上一节的所有代码里，都是手动管理Key的，对于通常的对象Cache，这个Key还需要手动吗?来上最后一份改进。

public T Get<T>(object id, Func<T> fetch = null)
{
  var type = typeof(T);
  var key = string.Format("urn:{1}:{2}", type.Name, id.ToString());//这里是关键，直接用TypeName来充当Key

  return Get(key, fetch);
}

public T Get<T>(string key, Func<T> fetch = null)
{
  T result = default(T);

  var obj = Cache.Get(key);
  if (obj is T)
  {
    result = (T)obj;
  }

  if (result == null)
  {
    result = fetch();

    if (result != null)
      Set(key, result);
   }

   return result;
}

Get方法完全自动化管理了Key，然后调用的方式再次被精简。

public User GetV4(int id)
{
   if (id <= 0)
    throw new ArgumentNullException("id");

   return _cacheHelperV3.Get<User>(id, () => _repository.Get(id));
}

很明显还少了最重要的Set啊，Set的时候这个Key获取就要费一点事情了，最需要解决的是如何获取这个主键id的值。

public class User
{
    [PrimaryKey] //这个Attribute是最重要的东西
    public int UserId { get; set;}

    public string UserName { get; set; }

    public string Cellphone { get; set; }
}
public void Set<T>(T obj)
{
   //此处应该被缓存以提高反射的效率
   var type = typeof(T);
   var primaryKey = type.GetProperties()
        .FirstOrDefault(t => t.GetCustomAttributes(false)
          .Any(c => c is PrimaryKeyAttribute));//这里通过取PrimaryKeyAttribute来获取ID的value
    var keyValue = primaryKey.GetValue(obj, null);      
    var key = string.Format("urn:{0}:{1}", type.Name, keyValue);

    var dt = DateTime.UtcNow.AddDays(1);//假设默认缓存1天
    var offset = new DateTimeOffset(dt);
    Cache.Set(key, obj, offset);
}

到这里，我想到的最终版本的ICache就完成了。这里还需要说明的是其实PrimaryKey可以更加灵活多变。很多时候一个Object的PrimaryKey是很复杂的，这时候设计Cache实体的时候可以变通下：

public class UserCacheEntity
{
    [PrimaryKey]
    public int ID
    {
      get
      {
        return string.Format("{0}:{1}", UserId, UserName);
      }
    }

    public int UserId { get; set; }

    public string UserName { get; set; }

    public string Cellphone { get; set; }
}

上面的方式几乎可以自动管理常见的数据Cache了，唯一麻烦的是需要自定义一个CacheObject，这样就带来了实体转换的麻烦，这时候就要看怎么取舍了。
再次说明下我想要的ICache设计：

1. 永远只Cache热数据，这意味着每个Key都要有过期时间
2. ICache自动管理Get/Set，最好能自动管理Key。
3. ICache精简同时又不失灵活。
详细的代码Demo可以参考：Git

更灵活的实现
我在写这篇总结之前，也一直在思考Cache应该放到什么层，普通三层的时候放哪里？DDD那样分层的时候又放哪里。Google了下，看到了一些参考。
http://stackoverflow.com/questions/15340173/in-which-layer-implement-the-cache
我觉得这里比较符合我的想法，Cache应该是全局任意的，当然实现起来当然是interface+IOC，这样引用起来更加的独立一些。
另外还有Cache更加高级的使用，AOP结合ICache V4这样的设计，岂不是更好？这里我还没有去实现AOP的Attribute，这又是一个大话题的，下次再来实现吧。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持极客世界。