分布式缓存

JeremyJone ... 2022-3-29 大约 4 分钟

# 分布式缓存

# 概述

分布式缓存,顾名思义就是多个服务器共享一个缓存。

与内存缓存不同的是,分布式缓存的接口只能为 byte[]

# 服务

因为是分布式的,所以不能像内存缓存一样使用本地存储。它需要配置特定实现,比如 SQL ServerRedis 或者其它第三方实现。在 ASP.NET 中,无论是哪种实现,都是通过 IDistributedCache 进行交互。

  • 若要使用 SQL Server 缓存,请添加 Microsoft.Extensions.Caching.SqlServer 包。
  • 若要使用 Redis 分布式缓存,请添加 Microsoft.Extensions.Caching.StackExchangeRedis 包。
  • 若要使用 NCache 分布式缓存,请添加 NCache.Microsoft.Extensions.Caching.OpenSource 包。

# IDistributedCache 接口

IDistributedCache 提供以下方法:

  • 获取:GetGetAsync,接受字符串的键,如果存在则返回 byte[]
  • 设置:SetSetAsync,将字符串的键和 byte[] 的值添加到缓存中。
  • 刷新:RefreshRefreshAsync,根据键刷新值,并重置其可调用到期超时。
  • 删除:RemoveRemoveAsync,根据键删除缓存项。

另外,为了方便操作,新版本增加了两个字符串的扩展方法:

  • 获取: GetStringGetStringAsync
  • 设置: SetStringSetStringAsync

功能和上面的获取设置一样,但是方便了我们的后续操作,不再需要我们自行转换。

# 配置

# 内存模式

分布式内存缓存是一个测试内容,它不是真正的分布式缓存,仅限开发和测试使用。它用过 services.AddDistributedMemoryCache(); 启用,这里不过多说明。

# SQL Server 模式

通过 SQL Server,通过创建缓存表来达到分布式的目的,多个服务器可以同时连接同一数据库。

Startup.ConfigureServices 中配置:

services.AddDistributedSqlServerCache(options =>
{
    options.ConnectionString = "Data Source=(localdb)\\MSSQLLocalDB;Initial Catalog=DistCache;Integrated Security=True;";
    options.SchemaName = "dbo";
    options.TableName = "TestCache";
});
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# 创建数据库

因为是数据库,所以需要有数据库的存在作为支持。先创建数据库:

distributed-create-sql-dbo

名字填写 DistCache,创建成功之后继续创建一张名为 TestCache 的表:

CREATE TABLE [dbo].[TestCache] (
    [Id]                         NVARCHAR (449)     COLLATE SQL_Latin1_General_CP1_CS_AS NOT NULL,
    [Value]                      VARBINARY (MAX)    NOT NULL,
    [ExpiresAtTime]              DATETIMEOFFSET (7) NOT NULL,
    [SlidingExpirationInSeconds] BIGINT             NULL,
    [AbsoluteExpiration]         DATETIMEOFFSET (7) NULL,
    PRIMARY KEY CLUSTERED ([Id] ASC)
);


GO
CREATE NONCLUSTERED INDEX [Index_ExpiresAtTime]
    ON [dbo].[TestCache]([ExpiresAtTime] ASC);
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或者通过命令行创建表(相对简单):

dotnet sql-cache create "Data Source=(localdb)\MSSQLLocalDB;Initial Catalog=DistCache;Integrated Security=True;" dbo TestCache
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请注意

如果使用命令行,需要注意是在 cmd 环境下而非 PM 环境。

安装提示

cmd 环境相当友好,如果没有 sql-cache,它会直接提示你用什么命令进行安装,按提示操作即可。

distributed-install-sql-cache-tool

# Redis 模式

Redis 是一种常用的开源内存存储,通常用于分布式缓存。

Startup.ConfigureServices 中配置:

services.AddStackExchangeRedisCache(options =>
{
    options.Configuration = "localhost:6379";
    options.InstanceName = "myredis";
});
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Redis 需要单独配置,其安装配置不在这里讨论。

# NCache 模式

NCache 是以本机方式开发的开源内存中分布式缓存。

Startup.ConfigureServices 中配置:

services.AddNCacheDistributedCache(configuration =>
{
    configuration.CacheName = "demoClusteredCache";
    configuration.EnableLogs = true;
    configuration.ExceptionsEnabled = true;
});
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# 使用

虽然配置略有不同,但是分布式缓存再用上并没有什么区别,都是基于上面的 IDistributedCache 接口所提供的方法进行操作。

示例代码

具体代码可以看 示例代码

# 创建第一个项目

要看出分布式的效果,我们需要创建至少两个项目方便查看。首先我们创建第一个项目,并在 Index 控制器方法中填写如下内容:

public async Task<IActionResult> Index()
{
    string time;
    const string key = "CachedTime";

    // 获取到的内容是 byte[]
    var encodedTime = await _cache.GetAsync(key);
    if (encodedTime != null)
    {
        // 转换格式
        time = Encoding.UTF8.GetString(encodedTime);
    }
    else
    {
        // 为空的话,创建一个缓存
        time = DateTime.Now.ToLongTimeString();
        var byteTime = Encoding.UTF8.GetBytes(time);
        var options = new DistributedCacheEntryOptions()
            .SetSlidingExpiration(TimeSpan.FromSeconds(10));
        await _cache.SetAsync(key, byteTime, options);
    }

    ViewData["time"] = time;
    return View();
}
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然后在视图中填加如下内容:

<span>当前时间:</span>
<span>@DateTime.Now</span>

<hr />

<span>缓存时间:</span>
<span>@ViewData["time"]</span>
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# 创建第二个项目

我们将第一个项目直接复制一份即可。为了看到更好的效果,我们稍作修改,这次我们在 Index 方法中使用扩展的 String 方法:







 







 






public async Task<IActionResult> Index()
{
    string time;
    const string key = "CachedTime";

    // 获取到的内容是 byte[]
    var encodedTime = await _cache.GetStringAsync(key);
    if (encodedTime != null) time = encodedTime;
    else
    {
        // 为空的话,创建一个缓存
        time = DateTime.Now.ToLongTimeString();
        var options = new DistributedCacheEntryOptions()
            .SetSlidingExpiration(TimeSpan.FromSeconds(10));
        await _cache.SetStringAsync(key, time, options);
    }

    ViewData["time"] = time;
    return View();
}
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视图保持不变即可。

# 联调

现在我们启动两个项目,当我们刷新 App1 的时候,缓存时间和当前时间为一致,说明时间缓存成功。等待两秒之后,我们再刷新 App2,可以看到缓存时间被读取成功:

联调

# 说明

使用缓存,尤其是分布式缓存时,一定要注意其性能。更多时候使用的是 Redis 这样吞吐量很高的缓存,同时要考虑硬件成本,切勿盲目使用缓存。

# 更多

更多内容可以参看 官方文档