全面认识一下.NET 4的缓存功能



　　很多关于.NET 4.0新特性的介绍，缓存功能的增强肯定是不会被忽略的一个重要亮点。在很多文档中都会介绍到在.NET 4.0中，缓存功能的增强主要是在扩展性方面做了改进，改变了原来只能利用内存进行缓存的局限，允许用户在不改变代码的情况下通过修改配置的方式，灵活的切换缓存介质。Cache Provider是可扩展的，开发人员可以方便的将缓存存放在文件中，也可以扩展使用分布式缓存。然而，由于之前已经有System.Web.Caching.Cache这个缓存对象的存在，让我一直对.NET 4.0的新的Cache和原来已存在的System.Web.Caching.Cache的关系产生了一定的迷惑。通过这一两天的研究，让我慢慢解开了这层迷惑。

　　回顾.NET 4.0以前的缓存功能

　　事实上，在.NET4.0以前并没有存在一个实际意义上的.NET Framework的缓存框架，实际上它是一个专为ASP.NET设计的缓存框架。在ASP.NET中，缓存分为两种：输出缓存(Output Cache)和数据缓存。输出缓存是用在需要对已经生成好的页面HTML或页面中部分HTML(User Control)进行缓存，减少某些静态内容的生成次数，从而提高请求响应时间。数据缓存，是开发人员希望缓存某些常用、并且极少更新的数据，让这些数据缓存在内存中，以减少数据的读取次数，从而提高程序的性能。而这两种缓存都是使用System.Web.Caching.Cache来缓存数据。

　　System.Web.Caching.Cache

　　它是一个内存缓存的实现，并不提供缓存介质的扩展，数据直接缓存在内存中。这个对象一般情况下，我们不会自己去实例化。通常在页面里面，我们会直接使用Page.Cache进行缓存操作，而不会去关心它是如何被实例化的。而在页面以外的地方要使用缓存，我们可以通过全局的System.Web.Context.Current.Cache来进行缓存操作，同样的你还可以使用System.HttpRuntime.Cache。其实如果我们通过Reflector去追踪这几个对象的关系，你不难发现虽然有这么多地方都有Cache对象，实际上它们都是引用同一个对象，那就是HttpRuntime.Cache这个对象。特别要注意的是，System.HttpRuntime.Cache不仅仅可用于Web环境下，它也可以在任何程序中使用，包括WinForm,Console Application，但是前提是你必须引用System.Web.dll。这也就说明了，System.Web.Caching.Cache这个对象完全是可以脱离于System.Web这个名称空间，而作为一个独立的缓存框架而存在。这也是我迷惑的第一个地方：System.Web.Caching.Cache会不会改变现有的实现，而直接使用新的可扩展的缓存框架？

　　.NET 4.0中的缓存功能全解析

　　.NET 4.0的缓存功功由三部分组成：System.Runtime.Caching，System.Web.Caching.Cache和Output Cache。下面分别对这三者以及它们之前的关系进行解析：

　　System.Runtime.Caching

　　这是在.NET 4.0中新增的缓存框架，存在于程序集System.Runtime.Caching.dll，在这份PPT中提到的System.Caching指的就是它。它是一个可扩展的数据缓存框架，内置提供了内存缓存的实现MemoryCache。但是它在使用上却不是那么可扩展，除了提供ObjectCache这个抽象类外，并没有提供可扩展的配置方案，我们无法通过配置方案来切换ObjectCache的实现，我们必须在代码里面硬编码我们要使用的ObjectCache实现：

   
   
   
   

    
    
    
    ObjectCache objectCache 
    
    
    
    =
    
    
    
     MemoryCache.Default;
    
    
    
    //
   
   
   
   

　　System.Runtime.Caching.Configuration里面的配置也是针对MemoryCache。这些配置意义在于指定每个MemoryCache实例运行的内存使用配额方案，和配额检查周期。MemoryCache.Default的实例名称为“Default”，这样我们就可以通过下面的配置来更改MemoryCache.Default的内存配额： 

   
   
   
   

    
    
    
    <
    
    
    
    system.runtime.caching
    
    
    
    >
    
    
    
     
    
    
    
    <
    
    
    
    memoryCache
    
    
    
    >
    
    
    
     
    
    
    
    <
    
    
    
    namedCaches
    
    
    
    >
    
    
    
     
    
    
    
    <
    
    
    
    add 
    
    
    
    name
    
    
    
    ="Default"
    
    
    
     cacheMemoryLimitMegabytes
    
    
    
    ="10"
    
    
    
     pollingInterval
    
    
    
    ="00:02:00"
    
    
    
    />
    
    
    
     
    
    
    
    </
    
    
    
    namedCaches
    
    
    
    >
    
    
    
     
    
    
    
    </
    
    
    
    memoryCache
    
    
    
    >
    
    
    
     
    
    
    
    </
    
    
    
    system.runtime.caching
    
    
    
    >
    
    
    
     
   
   
   
   

　　缓存过期策略与其它的缓存框架大同小异，与System.Web.Caching.Cache的不同只是名称不叫CacheDependency，而叫ChangeMonitor，并且提供了基于文件和目录的缓存依赖策略。

　　System.Web.Caching.Cache

　　原先我一直在找答案，System.WebCaching.Cache底层是否改为使用System.Runtime.Caching，得到的结果是它没有任何的变化。

　　Output Cache

　　Output Cache有了比较大的变化，ASP.NET 4.0之前的版本都是直接使用System.Web.Caching.Cache来缓存HTML片段。在ASP.NET 4.0中对它进行了重新设计，提供了一个OutputCacheProvider供开发人员进行扩展，但是它默认情况下，仍然使用System.Web.Caching.Cache来做做缓存。关于ASP.NET 4.0的Output Cache的使用，请参考ScottGU的文章。

　　以上，我们可以得出的结果是，System.Runtime.Caching和Output Cache是可扩展的。并且，他们二者之间没有任何关系，提供的扩展接口差别也非常大，需要分别进行实现。System.Runtime.Caching完全可以用于替代Enterprise Library Cache Application Block的作用，并且微软所发布的分布式缓存框架Windows Server AppFabric应该已经提供了System.Runtime.Caching的扩展。

参考：

.Net环境下的缓存技术介绍

http://www.cnblogs.com/abac/archive/2004/02/11/1166.aspx