一、 Cache概述

二、 Cache性能与过期策略

<asp:Button ID="btn_GetDataFromCache" runat="server" OnClick="btn_GetData_Click"
Text="从缓存中读取数据" />
<asp:Button ID="btn_GetDataFromDb" runat="server" OnClick="btn_GetDataFromDb_Click"
Text="从数据库中读取数据" />

第一个按钮实现从缓存读取数据。

注意：本例需要using以下命名空间。

using System.Diagnostics; // 用于精确测定时间间隔
using System.Web.Caching; // 用于缓存的策略
using System.IO;   // 用于文件操作

protected void btn_GetData_Click(object sender, EventArgs e)
{
    InsertRecord();
    Stopwatch sw=new Stopwatch();
    sw.Start();
    if (Cache["Data"]==null)
    {
        Response.Write("缓存无效<br/>");
    }
    else
    {
        DataSet ds = Cache["Data"] as DataSet;
        Response.Write(string.Format("查询结果：{0}<br/>", ds.Tables[0].Rows[0][0]));
        Response.Write(string.Format("耗费时间：{0}<br/>", sw.ElapsedTicks));
    }
}

在这里有几点需要说明。
· 一开始的InsertRecord()方法是我们自己创建的，用来向数据库插入一条记录。这样，我们就能看出来数据是否是从缓存中读取的了。
InsertRecord()方法如下：

private void InsertRecord()
{
    using (SqlConnection conn = new SqlConnection(@"server=(local)\SQLEXPRESS;
    database=Forum;Trusted_Connection=True"))
    {
        conn.Open();
        using (SqlCommand cmd = new SqlCommand("Insert into CacheTest (Test) values
       ('Test')", conn))
        {
            cmd.ExecuteNonQuery();
        }
    }
}

· 如果缓存存在则输出查询结果和查询耗费的时间，如果缓存不存在则输出“缓存无效”。
· Stopwatch类用于精确测定逝去的时间，ElapsedTicks属性返回了间隔的计数器刻度，所谓计数器刻度就是系统的计数器走过了多少次。当然，Stopwatch还有ElapsedMilliseconds能返回间隔的总毫秒数。之所以使用ElapsedTicks，因为它是一个更小的时间单位。
第二个按钮直接从数据库读取数据。

protected void btn_GetDataFromDb_Click(object sender, EventArgs e)
{
    InsertRecord();
    Stopwatch sw = new Stopwatch();
    sw.Start();
    DataSet ds = GetData();
    Response.Write(string.Format("查询结果：{0}<br/>", ds.Tables[0].Rows[0][0]));
    Response.Write(string.Format("耗费时间：{0}<br/>", sw.ElapsedTicks));
}

在这里，我们把读取数据的操作使用一个GetData()方法进行了封装，方法实现如下：

private DataSet GetData()
{
    DataSet ds = new DataSet();
    using (SqlConnection conn = new SqlConnection(@"server=(local)\SQLEXPRESS;
    database=Forum;Trusted_Connection=True"))
    {
        SqlDataAdapter da = new SqlDataAdapter("select count(*) from CacheTest", conn);
        da.Fill(ds);           
    }
    return ds;
}

为了能体现出缓存的效率，我们在Forum数据库中又新建立了一个CacheTest数据表，表结构很简单，如图4-1所示。
 


图4-1  CacheTest表结构
我们在表中插入了10万条以上的记录，使得表的大小达到了100MB左右。
运行程序，单击“从数据库中读取数据”按钮，如图4-2所示，

图4-2 从数据库读取数据需要花费大量的时间

我们可以看到，这个操作耗费了相当多的时间。
因为我们直接从数据库读取count(*)，所以每次单击按钮查询结果显示的数字都会+1。现在你单击“从缓存中读取数据”肯定是显示“缓存无效”，因为我们还没有添加任何缓存。
然后，我们在页面上添加三个按钮并双击按钮创建事件处理方法，三个按钮使用不同的过期策略添加缓存。

<asp:Button ID="btn_InsertNoExpirationCache" runat="server" Text="插入永不过期缓存"
OnClick="btn_InsertNoExpirationCache_Click" />
<asp:Button ID="btn_InsertAbsoluteExpirationCache" runat="server" Text="插入绝对时间
过期缓存" OnClick="btn_InsertAbsoluteExpirationCache_Click" />
<asp:Button ID="btn_InsertSlidingExpirationCache" runat="server" Text="插入变化时间
过期缓存" OnClick="btn_InsertSlidingExpirationCache_Click" />

三个按钮的Click事件处理方法如下：

protected void btn_InsertNoExpirationCache_Click(object sender, EventArgs e)
{
    DataSet ds = GetData();
    Cache.Insert("Data", ds);
}
protected void btn_InsertAbsoluteExpirationCache_Click(object sender, EventArgs e)
{
    DataSet ds = GetData();
    Cache.Insert("Data", ds,null, DateTime.Now.AddSeconds(10), TimeSpan.Zero);
}
protected void btn_InsertSlidingExpirationCache_Click(object sender, EventArgs e)
{
    DataSet ds = GetData();
    Cache.Insert("Data", ds, null, DateTime.MaxValue, TimeSpan.FromSeconds(10));
}

我们来分析一下这三种过期策略。
· 永不过期。直接赋值缓存的Key和Value即可
· 绝对时间过期。DateTime.Now.AddSeconds(10)表示缓存在10秒后过期，TimeSpan.Zero表示不使用平滑过期策略。
· 变化时间过期（平滑过期）。DateTime.MaxValue表示不使用绝对时间过期策略，TimeSpan.FromSeconds(10)表示缓存连续10秒没有访问就过期。
在这里，我们都使用了Insert()方法来添加缓存。其实，Cache还有一个Add()方法也能向缓存中添加项。不同之处在于Add()方法只能添加缓存中没有的项，如果添加缓存中已有的项将失败（但不会抛出异常），而Insert()方法能覆盖原来的项。
注意：和Application不同，这里不需要使用在插入缓存的时候进行锁操作，Cache会自己处理     并发。
现在，我们就可以打开页面对这三种过期策略进行测试了。
1．单击“从缓存中读取数据”按钮，提示“缓存无效”。
2．单击“从数据库中读取数据”按钮，查询结果显示现在记录总数为100646。
3．单击“插入永不过期缓存”按钮，然后连续单击“从缓存中读取数据”按钮，可以发现，无论过去多久，缓存始终没有过期，而且观察记录查询结果可以发现值始终没有发生变化。不同的是，从缓存中读取数据的效率比从数据库中读取数据提高了几个数量级，如图4-3所示，你可以和图4-2进行比较。


图4-3  从缓存中读取数据所花费的时间
4．单击“插入绝对时间过期缓存”，然后连续单击“从缓存中读取数据”按钮，大约10秒过期后，页面提示“缓存无效”，说明缓存过期了。
5．单击“插入变化时间过期缓存”，然后连续单击“从缓存中读取数据”按钮，缓存始终不过期，如果我们等待10秒后再去单击按钮，页面提示“缓存无效”，说明缓存过期了。
我们再来看一下依赖过期策略。所谓依赖过期就是缓存的依赖项（比如一个文件）的内容改变之后缓存也就失效了。由于篇幅关系，这里只介绍文件依赖。我们在页面上再加两个按钮并双击按钮添加Click事件处理方法。

<asp:Button ID="btn_ModifyFile" runat="server" Text="修改文件" OnClick="btn_ModifyFile_
Click" />
<asp:Button ID="btn_AddFileDependencyCache" runat="server" Text="插入文件依赖缓存"
OnClick="btn_AddFileDependencyCache_Click" />

在本例中，我们将使缓存依赖一个txt文本文件。因此，首先在项目中添加一个test.txt文本文件。单击“修改文件”按钮实现文件的修改。

protected void btn_ModifyFile_Click(object sender, EventArgs e)
{
    FileStream fs = new FileStream(Server.MapPath("test.txt"), FileMode.Append,
    FileAccess.Write);
    StreamWriter sw = new StreamWriter(fs);
    sw.WriteLine(DateTime.Now.ToString());
    sw.Close();
    fs.Close();
}

我们通过在文件的最后写入当前的时间来修改文件。插入文件依赖缓存按钮的事件处理方法如下：

protected void btn_AddFileDependencyCache_Click(object sender, EventArgs e)
{
    CacheDependency cd = new CacheDependency(Server.MapPath("test.txt"));
    DataSet ds = GetData();
    Cache.Insert("Data", ds, cd);
}

添加文件依赖缓存同样简单，通过CacheDependency关联了一个文件依赖。
现在就可以打开页面进行测试了。
1．单击“从缓存中读取数据”按钮，提示“缓存无效”。
2．单击“从数据库中读取数据”按钮，查询结果显示现在记录总数为100710。
3．单击“插入文件依赖缓存”按钮，然后连续单击“从缓存中读取数据”按钮，可以发现，无论过去多久，缓存始终没有过期，而且观察记录查询结果可以发现值始终没有发生变化。
4．单击“修改文件”按钮，然后单击“从缓存中读取数据”按钮，提示“缓存无效”。由于文件已经修改了，依赖这个文件的缓存立刻失效了。

三、  Cache的更新策略

protected void btn_GetData_Click(object sender, EventArgs e)
{
    InsertRecord();
    DataSet ds = new DataSet();
    Stopwatch sw = new Stopwatch();
    sw.Start();
    if (Cache["Data"] == null)
    {
        ds = GetData();
        Cache.Insert("Data", ds, null, DateTime.Now.AddSeconds(10), TimeSpan.Zero);
    }
    else
    {
        ds = Cache["Data"] as DataSet;
    }
    Response.Write(string.Format("查询结果：{0}<br/>", ds.Tables[0].Rows[0][0]));  
    Response.Write(string.Format("耗费时间：{0}<br/>", sw.ElapsedTicks));
}

我们可以看出，如果没有人访问数据缓存是不会更新的，只有缓存被访问的时候发现缓存无效才会去更新。这样很明显的一个缺点就是，如果缓存过期了更新操作将花费很长时间，这个时候的查询也需要花费很多时间。我们可以利用缓存的回调功能让缓存过期后自动续建实现自动更新的目的。

protected void btn_InsertActiveUpdateCache_Click(object sender, EventArgs e)
{
    DataSet ds = GetData();
    Cache.Insert("Data", ds, null, DateTime.Now.AddSeconds(10), TimeSpan.Zero,
    CacheItemPriority.Default, CacheRemovedCallback);
}

最后一个参数表明缓存被移除以后自动调用CacheRemovedCallback()方法，方法实现如下。

private void CacheRemovedCallback(String key, object value, CacheItemRemovedReason
removedReason)
{
    DataSet ds = GetData();
    Cache.Insert(key, ds, null, DateTime.Now.AddSeconds(10), TimeSpan.Zero, CacheItemPriority.
    Default, CacheRemovedCallback);
}

在回调方法中，我们再次插入一个支持回调的缓存。这样，缓存被移除以后又能自动更新了。说了这么多创建缓存的方法，读者可能会问怎么手动移除缓存呢？比如我们要移除Key="Data"的缓存只需要：
Cache.Remove("Data");

你可能会马上想到用Cache.RemoveAll()方法移除所有缓存，可是Cache没有提供这样的方法，我们只能通过遍历来实现移除所有缓存。

IDictionaryEnumerator CacheEnum = HttpRuntime.Cache.GetEnumerator();
while (CacheEnum.MoveNext())
{
    Cache.Remove(CacheEnum.Key.ToString());
}

四、  Cache总结