ASP.NET性能优化之构建自定义文件缓存

1. ASP.NET的输出缓存（即静态HTML）在.NET4.0前一直是基于内存的。这意味着如果我们的站点含有大量的缓存，则很容易消耗掉本机内存。现在，借助于.NET4.0中的OutputCacheProvider，我们可以有多种选择创建自己的缓存。如，我们可以把HTML输出缓存存储到memcached分布式集群服务器，或者MongoDB中（一种常用的面向文档数据库，不妨阅读本篇http://msdn.microsoft.com/zh-cn/magazine/gg650661.aspx）。当然，我们也可以把缓存作为文件存储到硬盘上，考虑到可扩展性，这是一种最廉价的做法，本文就是介绍如果构建自定义文件缓存。

1：OutputCacheProvider

OutputCacheProvider是一个抽象基类，我们需要override其中的四个方法，它们分别是：

Add 方法，将指定项插入输出缓存中。

Get 方法，返回对输出缓存中指定项的引用。

Remove 方法，从输出缓存中移除指定项。

Set 方法，将指定项插入输出缓存中，如果该项已缓存，则覆盖该项。

2：创建自己的文件缓存处理类

该类型为FileCacheProvider，代码如下：

public class FileCacheProvider : OutputCacheProvider
{
    private static readonly ILog log = LogManager.GetLogger(System.Reflection.MethodBase.GetCurrentMethod().DeclaringType);

    public override void Initialize( string name, NameValueCollection attributes)
    {
        base .Initialize(name, attributes);
        CachePath = HttpContext.Current.Server.MapPath(attributes[ "cachePath" ]);
    }

    public override object Add( string key, object entry, DateTime utcExpiry)
    {
        Object obj = Get(key);
        if (obj != null )    //这一步很重要
        {
            return obj;
        }
        Set(key,entry,utcExpiry);
        return entry;
    }

    public override object Get( string key)
    {
        string path = ConvertKeyToPath(key);
        if (!File.Exists(path))
        {
            return null ;
        }
        CacheItem item = null ;
        using (FileStream file = File.OpenRead(path))
        {
            var formatter = new BinaryFormatter();
            item = (CacheItem)formatter.Deserialize(file);
        }

        if (item.ExpiryDate <= DateTime.Now.ToUniversalTime())
        {
            log.Info(item.ExpiryDate + "*" + key);
            Remove(key);
            return null ;
        }
        return item.Item;
    }


    public override void Set( string key, object entry, DateTime utcExpiry)
    {
        CacheItem item = new CacheItem(entry, utcExpiry);
        string path = ConvertKeyToPath(key);
        using (FileStream file = File.OpenWrite(path))
        {
            BinaryFormatter formatter = new BinaryFormatter();
            formatter.Serialize(file, item);
        }
    }

    public override void Remove( string key)
    {
        string path = ConvertKeyToPath(key);
        if (File.Exists(path))
            File.Delete(path);
    }

    public string CachePath
    {
        get ;
        set ;
    }

    private string ConvertKeyToPath( string key)
    {
        string file = key.Replace( '/' , '-' );
        file += ".txt" ;
        return Path.Combine(CachePath, file);
    }
}

[Serializable]
public class CacheItem
{
    public DateTime ExpiryDate;
    public object Item;

    public CacheItem( object entry, DateTime utcExpiry)
    {
        Item = entry;
        ExpiryDate = utcExpiry;
    }
}

有两个地方需要特别说明：

在Add方法中，有一个条件判断，必须做出这样的处理，否则缓存机制将会缓存第一次的结果，过了有效期后缓存讲失效并不再重建；

在示例程序中，我们简单的将缓存放到了Cache目录下，在实际的项目实践中，考虑到缓存的页面将是成千上万的，所以我们必须要做目录分级，否则寻找并读取缓存文件将会成为效率瓶颈，这会耗尽CPU。

3：配置文件

我们需要在Web.config中配置缓存处理程序是自定义的FileCacheProvider，即在  <system.web>下添加节点：

< caching >
  < outputCache defaultProvider = "FileCache" >
    < providers >
      < add name = "FileCache" type = "MvcApplication2.Common.FileCacheProvider" cachePath = "~/Cache" />
    </ providers >
  </ outputCache >
</ caching >

4：缓存的使用

我们假设在MVC的控制中使用（如果要在ASP.NET页面中使用，则在页面中包含<%@OutputCache VaryByParam="none"  Duration="10" %>），可以看到，Index是未进行输出缓存的，而Index2进行了输出缓存，缓存时间为10秒。

public class HomeController : Controller
{
    private static readonly ILog log = LogManager.GetLogger(System.Reflection.MethodBase.GetCurrentMethod().DeclaringType);
    static string s_conn = "Data Source=192.168.0.77;Initial Catalog=luminjidb;User Id=sa;Password=sa;" ;
    public ActionResult Index()
    {
        using (DataSet ds = Common.SqlHelper.ExecuteDataset(s_conn, CommandType.Text, "select top 1* from NameTb a, DepTb b where a.DepID = b.ID ORDER BY NEWID()" ))
        {
            ViewBag.Message = ds.Tables[0].Rows[0][ "name" ].ToString();
        }
        return View();
    }

    [OutputCache(Duration = 10, VaryByParam = "none" )]
    public ActionResult Index2()
    {
        using (DataSet ds = Common.SqlHelper.ExecuteDataset(s_conn, CommandType.Text, "select top 1* from NameTb a, DepTb b where a.DepID = b.ID ORDER BY NEWID()" ))
        {
            ViewBag.Message = ds.Tables[0].Rows[0][ "name" ].ToString();
        }
        return View();
    }
}

5：查看下效果

上面的代码，在访问了Index2后，将会在Cache文件夹下产生缓存文件，如下：

现在，我们开始评价下有输出缓存和无输出缓存的性能对比，模拟100个用户并发1000次请求如下：

可以看到，有输出缓存后，吞吐率明显提高了10倍。

6：代码下载

FileCacheProvider的原始代码来自于网络，我修改了其中的BUG，全部代码下载如下：MvcApplication20110907.rar