在我们开发的很多分布式项目里面(如基于WCF服务、Web API服务方式),由于数据提供涉及到数据库的相关操作,如果客户端的并发数量超过一定的数量,那么数据库的请求处理则以爆发式增长,如果数据库服务器无法快速处理这些并发请求,那么将会增加客户端的请求时间,严重者可能导致数据库服务或者应用服务直接瘫痪。缓存方案就是为这个而诞生,随着缓存的引入,可以把数据库的IO耗时操作,转换为内存数据的快速响应操作,或者把整个页面缓存到缓存系统里面。缓存框架在各个平台里面都有很多的实现,基本上多数是采用分布式缓存Redis、Memcached来实现。本系列文章介绍在.NET平台中,使用开源缓存框架CacheManager来实现数据的缓存的整个过程,本篇主要介绍CacheManager的使用和相关的测试。
1、CacheManager的介绍
CacheManager是一个以C#语言开发的开源.Net缓存框架抽象层。它不是具体的缓存实现,但它支持多种缓存提供者(如Redis、Memcached等)并提供很多高级特性。
CacheManager 主要的目的使开发者更容易处理各种复杂的缓存场景,使用CacheManager可以实现多层的缓存,让进程内缓存在分布式缓存之前,且仅需几行代码来处理。
CacheManager 不仅仅是一个接口去统一不同缓存提供者的编程模型,它使我们在一个项目里面改变缓存策略变得非常容易,同时也提供更多的特性:如缓存同步、并发更新、序列号、事件处理、性能计算等等,开发人员可以在需要的时候选择这些特性。
CacheManager的GitHub源码地址为:https://github.com/MichaCo/CacheManager,如果需要具体的Demo及说明,可以访问其官网:http://cachemanager.net/。
使用Nuget为项目添加CacheManager包引用。CacheManager包含了很多的Package. 其中CacheManager.Core是必须的,其它的针对不同缓存平台上有不同的对应Package,整个Nuget包包含下面几个部分的内容。
CacheManager缓存框架支持Winform和Web等应用开发,以及支持多种流行的缓存实现,如MemoryCache、Redis、Memcached、Couchbase、System.Web.Caching等。
纵观整个缓存框架,它的特定很明显,在支持多种缓存实现外,本身主要是以内存缓存(进程内)为主,其他分布式缓存为辅的多层缓存架构方式,以达到快速命中和处理的机制,它们内部有相关的消息处理,使得即使是分布式缓存,也能够及时实现并发同步的缓存处理。
在网上充斥着基于某种单独缓存的实现和应用的趋势下,这种更抽象一层,以及提供更高级特性的缓存框架,在提供了统一编程模型的基础上,也实现了非常强大的兼容性,使得我一接触到这个框架,就对它爱不释手。
在GitHub上,缓存框架的前几名,除了这个缓存框架外,也还有一些,不过从文档的丰富程度等各方面来看,这个缓存框架还是非常值得拥有的。
CacheManager缓存框架在配置方面,支持代码方式的配置、XML配置,以及JSON格式的配置处理,非常方便。
CacheManager缓存框架默认对缓存数据的序列化是采用二进制方式,同时也支持多种自定义序列化的方式,如基于JOSN.NET的JSON序列化或者自定义序列化方式。
CacheManager缓存框架可以对缓存记录的增加、删除、更新等相关事件进行记录。
CacheManager缓存框架的缓存数据是强类型的,可以支持各种常规类型的处理,如Int、String、List类型等各种基础类型,以及可序列号的各种对象及列表对象。
CacheManager缓存框架支持多层的缓存实现,内部良好的机制可以高效、及时的同步好各层缓存的数据。
CacheManager缓存框架支持对各种操作的日志记录。
CacheManager缓存框架在分布式缓存实现中支持对更新的锁定和事务处理,让缓存保持更好的同步处理,内部机制实现版本冲突处理。
CacheManager缓存框架支持两种缓存过期的处理,如绝对时间的过期处理,以及固定时段的过期处理,是我们处理缓存过期更加方便。
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很多特性基本上覆盖了缓存的常规特性,而且提供的接口基本上也是我们所经常用的Add、Put、Update、Remove等接口,使用起来也非常方便。
2、CacheManager缓存框架的应用
通过上面对CacheManager缓存框架的简单了解,我们大概了解了它应用的一些功能,但是实际上我们如何使用它,我们需要做一些学习和了解,首先我们需要在整个应用框架里面,知道缓存框架所扮演的角色。
一般来说,对于单机版本的应用场景,基本上是无需引入这种缓存框架的,因为客户端的并发量很少,而且数据请求也是寥寥可数的,性能方便不会有任何问题。
如果对于分布式的应用系统,如我在很多随笔中介绍到我的《混合式开发框架》、《Web开发框架》,由于数据请求是并发量随着用户增长而增长的,特别对于一些互联网的应用系统,极端情况下某个时间点一下可能就会达到了整个应用并发的峰值。那么这种分布式的系统架构,引入数据缓存来降低IO的并发数,把耗时请求转换为内存的高速请求,可以极大程度的降低系统宕机的风险。
我们以基于常规的Web API层来构建应用框架为例,整个数据缓存层,应该是在Web API层之下、业务实现层之上的一个层,如下所示。
在这个数据缓存层里面,我们引入了CacheManager缓存框架,实现分布式的缓存处理,使得我们的缓存数据能够在Redis服务器上实现数据的处理,同时可以在系统重启的时候,不至于丢失数据,能够快速恢复缓存数据。
为了实现对这个CacheManager缓存框架的使用,我们需要先进行一个使用测试,以便了解它的各个方便情况,然后才能广泛应用在我们的数据中间层上。
我们建立一个项目,并在引用的地方打开管理NuGet程序包,然后搜索到CacheManager的相关模块应用,并加入到项目引用里面,此为第一步工作。
我们创建一个客户对象类,用来模拟数据的存储和显示的,如下代码所示。
///
/// 模拟数据存储的客户对象类
///
public class Customer
{
private static Customer m_Customer = null;
private static ICacheManager<object> manager = null;
//初始化列表值
private static List<string> list = new List<string>() { "123", "456", "789" };
///
/// 客户对象的单件实例
///
public static Customer Instance
{
get
{
if(m_Customer == null)
{
m_Customer = new Customer();
}
if (manager == null)
{
manager = CacheFactory.Build("getStartedCache", settings =>
{
settings.WithSystemRuntimeCacheHandle("handleName");
});
}
return m_Customer;
}
}
这个类先做了一个单例的实现,并初始化缓存Customer类对象,以及缓存管理类ICacheManager