.NET Core内存缓存的理解和使用以及过期时间策略

4.内存缓存

• 是什么？

除了响应缓存中间件这样自动化的服务器缓存机制之外，ASP.NET Core还提供了允许开发人员手动进行缓存管理的机制，这就是内存缓存！

内存缓存就是一种把缓存数据放到应用程序内存中的机制，这种缓存是在当前运行的程序内存之中，是和进程相关的。在一个Web服务器中，多个不同的程序是运行在不同的进程中的，所以不同的程序之间的内存缓存是不会互相干扰的，也就是相互独立的。

解释完内存缓存概念，来看下ASP.NET Core是如何使用内存缓存服务的

1. ASP.NET Core MVC 项目，框架会自动注入内存缓存服务
2. ASP.NET Core Web API 等没有自动注入内存缓存服务的项目，需要在Program.cs文件中的builder.Build之前添加builder.Services.AddMemoryCache来把内存缓存相关服务注册到依赖注入容器中

• 内存缓存的使用

使用内存缓存时，主要使用IMemoryCache接口，这个接口的方法如下

方法	说明
bool TryGetValue(object key object value)	尝试获取缓存键为key的缓存值，用value参数获取缓存值。如果缓存中没有缓存键为key的缓存值，方法返回true，否则返回false
void Remove(object key)	删除缓存键为key的缓存内容
TItem Set(object key,TItem value)	设置缓存键为key的缓存值为value
TItem GetOrCreate(object key,Func factory)	尝试获取缓存键为key的缓存值，方法的返回值为获取的缓存值。如果缓存中没有缓存键为key的缓存值，则调用factory指向的回调从数据源获取数据，把获取的数据作为缓存值保存到缓存中，并且把获取的数据作为方法的返回值。
TItem GetOrCreateAsync(object key,Func> factory)	异步版本的GetOrCache方法

这里是一运行结果

操作如下

1. 先在Program.cs中开启内存缓存服务,记得在builder.Build()

   1. builder.Services.AddMemoryCache();

2. 创建控制器TestController，注入DbConext, IMemoryCache

   1. [Route("api/[controller]/[action]")]
      [ApiController]
      public class TestController : ControllerBase
      {
              private readonly IMemoryCache memoryCahe;
              private readonly ILogger logger;
              public TestController(IMemoryCache memoryCahe, ILogger logger, IMemoryCacheHelper memoryCacheHelper, IDistributedCache distributedCache)
              {
                  this.memoryCahe = memoryCahe;
                  this.logger = logger;
                  this.memoryCacheHelper = memoryCacheHelper;
                  this.distributedCache = distributedCache;
              }
              [HttpGet]
              public async Task> GetBookById1(long id)
              {
                  Console.WriteLine($"开始执行GetBookById,id ={id}");
      
                  logger.LogDebug($"开始执行GetBookById,id ={id}");
      
                  // GetOrCreateAsync.二合一：1)从缓存取数据2)从数据源取数据，并返回给调用者及保存到缓存
                  Book? b = await memoryCahe.GetOrCreateAsync("Book" + id, async (e) =>
                  {
                      Console.WriteLine(($"缓存中没有找到，到数据库中查查，id={id}"));
                      logger.LogDebug($"缓存中没有找到，到数据库中查查，id={id}");
                    
                      Book? book = await MyDbContext.GetByIdAsync(id);
                      Console.WriteLine(($"从数据库查询的结果是" + (book == null ? "null" : book)));
                      return book;
                  });
                  Console.WriteLine($"GetOrCreateAsync结果{b}");
                  logger.LogDebug($"GetOrCreateAsync结果{b}");
                  if (b == null)
                  {
                      return NotFound($"找不到id={id}的书");
                  }
                  else
                  {
                      return Ok(b);
                  }
      
              }
      }
      

运行结果表明，由于我们第一次访问这个路径，缓存还没有对应的数据，因此会先从数据库中查询出对应的数据，再把数据返回给调用者

再次执行时，缓存中已经有了数据，就不会从数据库中获取数据了

5.过期时间

• 定义理解

上面的缓存的数据正常情况下是不会过期的，也就是执行了一次数据库查询后，就已将数据存进去了，这种情况有个很大的缺点，当我们更新数据时，缓存中的数据会和数据库中的数据不一致，这种问题需要解决。

我们的解决方案是设置合理的过期时间来及时更新缓存，当过期时间到来后，缓存中数据会自动被清除，下次请求时就会重新从数据库中查询，然后再次存入数据库中，达到更新缓存的效果

过期策略有两种：绝对过期时间，滑动过期时间

绝对过期时间：自设置缓存之后的指定时间后，缓存会被清除

滑动过期时间：自设置缓存之后的指定过期时间后，如果对应的缓存没有被访问，缓存则被清除，而如果在缓存过期时间内，有任何访问缓存时，则缓存的过期时间会自动续期

• 绝对过期时间的使用

			// GetOrCreateAsync.二合一：1)从缓存取数据2)从数据源取数据，并返回给调用者及保存到缓存
            Book? b = await memoryCahe.GetOrCreateAsync("Book" + id, async (e) =>
            {
                Console.WriteLine(($"缓存中没有找到，到数据库中查查，id={id}"));
                logger.LogDebug($"缓存中没有找到，到数据库中查查，id={id}");
                //绝对过期时间
                e.AbsoluteExpirationRelativeToNow = TimeSpan.FromSeconds(10);//缓存有效期十秒        
                Book? book = await MyDbContext.GetByIdAsync(id);
                Console.WriteLine(($"从数据库查询的结果是"+(book==null?"null":book)));
                return book;
            });

上面是执行了一次缓存后结果，这是设置了10S的过期时间，在此期间，怎么访问都是缓存

但是在10S之后

• 滑动过期时间的使用

e.SlidingExpiration = TimeSpan.FromSeconds(10);

我们只要在10S内访问一次，就会续期10S，等过了再次访问后

综上，设置绝对过期时间的缓存会在指定时间后过期，这样即使发生缓存数据不一致的情况，只要我们设置的绝对过期时间比较短，这种不一致的情况不会持续很长的时间，但是如果缓存数据量非常大的话，这些数据会占用很大的内存

而使用滑动过期时间策略，我们可以保证经常访问的数据长期保存在缓存中，但是如果一个缓存项一直被访问，就会一直续期，当我们更新数据时，就会产生缓存与数据库不一致问题，而因为设置了滑动过期策略，且一直在被访问，缓存会一直得不到更新的

• 混合使用过期时间策略

针对这些情况，我们可以结合绝对过期时间和滑动过期时间进行使用，比如，设置一个绝对过期时间且比滑动过期时间长，这样缓存会在绝对过期时间内随着访问被滑动续期，但是，过了绝对过期时间，缓存项就会被删除

//滑动过期时间和绝对过期时间混用
e.AbsoluteExpirationRelativeToNow = TimeSpan.FromSeconds(30);
e.SlidingExpiration = TimeSpan.FromSeconds(10);

这里可以自行测试…