在asp.net中如何管理cache

介绍:

在我解释cache管理机制时 首先让我阐明下一个观念 IE下面的数据管理 每个人都会用不同的方法去解决如何在IE在管理数据 有的会提到用状态管理 有的提到的cache管理 这里我比较喜欢cache管理 因为本人比较喜 cache 这个词 但是状态管理和cache管理这两个在概念和意义上是不同的 下面就让我们来讨论下两都在各个方面的不同之处

虽然cache管理并不存在于Windows程序 但在web环境中已经得到巨大的应用 自从HTTP变成无协议以来 在WEB上要想分辨两个不同请求变得非常难 如何分辨如此多的请求变得非常重要 如果是同一请求 我们就可以把数据缓存起来供web上所有用户访问 减少数据重复进行物理加载

提供了几种方法来缓存数据在客户端和服务器端 但是我们经常为到底用哪种方式而感动苦恼 提供了以下三种实现方式

:Session: Application : Cache objects 我们必须非常清楚它们之间的优势 这样才能充分利用它们的优势发挥在web程序中

背景

这篇文章中 我将简单涉及cache管理中的不同功能 在web程序中 我们为了避免因高并发产生的数据访问带来的性能问题 我们有必要把数据缓存于服务器端 使得后来的访问可以直接调用缓存数据 起到数据重用的作用

缓存能够帮忙我们提到服务质量的三个重要方面

性能 缓存数据达到数据重用 避免了重复的物理数据加载

可量测性 数据缓存后 减少了从服务器端加载数据

实用性 如果其它的系统或者是数据库发生死机 那么仍然可以从缓存中取得数据不受局部硬件的影响

在一个web 程序中 我们可以数据缓存 页面缓存等等 让我们来看下数据缓存在服务器端和客户端的不同之处

服务器端缓存:

Session状态管理:

session为每个人缓存数据 也就是说这样缓存的数据并不能同时供多人共享 限于为单个人缓存数据

状态管理有三种实现方式 分别是

:InProc:

它的数据存储在aspnet_wp exe 进程中 数据会因为IIS的重启而丢失

:StateServer :

较InProc不同的是 它可以存储于不同的服务器中

:SQLServer:

它的数据存储在数据库中 数据不会因为IIS的重启而丢失数据

后两种方法与InProc最大的区别在于 我们要确保缓存的数据是可序列化的 否则只能用于第一种方式 为此我们要仔细分析从而选出最适合自己的方式

下面是如何作用Session的代码片段

Code

string empNum = Request QueryString[ empnum ]

if (empNum != null)

{

string details = null

if (Session[ EMP_DETAILS ] == null)

{

//Get Employee Details for employee number passed

string details = GetEmployeeDetails(Convert ToInt (empNum))

Session[ EMP_DETAILS ] = details

}

else

{

details = Session[ EMP_DETAILS ]

}

//send it to the browser

Response Write(details)

}

ASP NET application

为我们提供了另外一种全局变量保存方法 Application对象 它也是面向所有用户 它的生命周期和应用程序一样 当应用程序初始化后它就开始重建 但它最大的缺点是没有相关数据过期的方法 此时就要用到cache管理

ASP NET cache

cache是我最喜欢用的机制 这也是为什么我喜欢说它的原因 它提供了键 值对应的方法 cache对应的命名空间是 System Web Caching 它的生命周期也依赖于应用程序 但它并不像session 这也是面向所有用户的 虽然cache看起来特别像application 但它最大的不同是提供了数据缓存失效控制方法以及数据缓存依赖管理 也就是说 在cache中我们可以非常容易的按照事先设定好的过期时间来让cache过期 删除cache 我们也可以根据缓存依赖关系来操作cache 当依赖的关系有改动时 此时cache也会自动失效 而这都是applicaion没法办到的

现在让我们看下中是如何支持cache的过期以及数据缓存依赖的

:缓存依赖

顾名思义它是指当事先设定的依赖关系发生变化时 cache 将会失效 在中提供了两种依赖关系

文件缓存依赖:当磁盘上的一个文件发生变化时自动让cache失效

下面是实例代码

object errorData

//Load errorData from errors xml

CacheDependency fileDependency =

new CacheDependency(Server MapPath( errors xml ))

Cache Insert( ERROR_INFO errorData fileDependency)

键值缓存依赖 看起来和文件缓存非常像 不同之外就是这种依赖方式不同而已 当有多个cache信息之间互相关联时 一个cache信息的变化将会引起其它cache的失效 例如一个用户信息包含 编号 姓名 地址等 如果用户编号发生变化则cache失效 这种情况下 用户的基本信息就依赖于用户编号

下面是示例代码

string[] relatedKeys = new string[ ]

relatedKeys[ ] = EMP_NUM

CacheDependency keyDependency = new CacheDependency(null relatedKeys)

Cache[ EMP_NUM ] =

Cache Insert( EMP_NAME Shubhabrata keyDependency)

Cache Insert( EMP_ADDR Bhubaneswar keyDependency)

Cache Insert( EMP_SAL USD keyDependency)

:过期策略 从创建cache开始 一段时间后自动过期

示例代码

//Absolute Expiration

Cache Insert( EMP_NAME Shubhabrata null

DateTime Now AddDays( ) Cache NoSlidingExpiration)

//Sliding Expiration

Cache Insert( EMP_NAME Shubhabrata null

Cache NoAbsoluteExpiration TimeSpan FromSeconds( ))

ASP NET 页面输出缓存

有的时候在web站点中 有些页面在很长一段时间内都不会发生变化 例如一个招聘网站 它对于工资的描述文字一般不会经常更改 一般都是一个月更改一次 所以在这一个月内 用户看到的内容都是一样的 所有如果把数据缓存在服务器端并不是完美的解决方案 这里可以用页面输出缓存

下面是示例代码

<%@OutputCache Duration= VaryByParam= empNum

Location= Server %>

:客户端缓存

在上面的文章中 我讨论了些数据缓存在服务器端的方法 然而有的时候我们为了提高性能我们要把有些数据缓存到客户端 利用这种机制来达到缓解服务器压力 不过在客户端缓存数据会有各种不同的安全性问题 下面我说简要的说下相关内容

Cookies:cookies在WEB程序开发中应用的非常广泛 它可以非常方便的在客户端与服务器端相互访问 不过它有数据大小限制 最大为 K 所有用它经常是保存小数据 同时cookie对于失效的控制也支持的相当完美

下面是示例代码

if (this Request Cookies[ MY_NAME ] == null)

{

this Response Cookies Add(new HttpCookie( MY_NAME

Shubhabrata Mohanty ))

}

else

{

this Response Write(this Request Cookies[ MY_NAME ] Value)

}

ViewState:ViewState是一个全新的概念 它一般用于页面或者是控件中保留数据以供和服务端交通 在ASP中的 我们存储数据是用隐藏控件来完成（Hidden fields） ViewState也是这样用的 只不过它比隐藏控件更加安全性 所有的值都是经过hash处理的 如果你查看页面源代码 你都会看到ViewState的存在 一般ViewState不用来保存大的数据

下面是示例代码

protected void Page_Load(object sender EventArgs e)

{

if (this ViewState[ MY_NAME ] == null)

{

this ViewState[ MY_NAME ] = Shubhabrata Mohanty

}

//txtName is a TextBox control

this txtName Text = this ViewState[ MY_NAME ] ToString()

}

隐藏控件 Hidden fields:它是最简单的 不用多说

下面是示例代码

<! In ASP NET >

<asp:HiddenField ID= myHiddenField Value= Shubhabrata

runat= server />

<! In HTML >

lishixinzhi/Article/program/net/201311/12415

在默认网站属性的常规属性中选择配置--然后单击调试选项卡--起用那里的两个ASP和ASP.NET的调试环境就可以了

.其他配置我就不说了.你应该知道.如果不知道的话我下面提供了一个详细的调试环境文章以供参考.

大家知道，Microsoft为了更好地预防恶意用户和攻击者的攻击，在默认情况下，没有将 IIS6.0 安装到 Windows Server 2003 家族的成员上。而且，当我们最初安装 IIS6.0 时，该服务在高度安全和"锁定"模式下安装。在默认情况下，IIS6.0 只为静态内容提供服务即，诸如 ASP、ASP.NET、在服务器端的包含文件、WebDAV 发布和 FrontPage Server Extensions 功能只有在启用时才工作。在windows 2003 IIS 6.0中安装部署ASP.net环境，我们首先要了解一下IIS6.0 新的特点，在windows 2003 Server下如何安装IIS6.0，在IIS6.0的配合下我们如何来安装和部署ASP.net环境，以及它们之间关系，下面的内容将给大家一个解答。

1、使用"配置您的服务器向导"安装 IIS6.0

1)从"开始"菜单，单击"管理您的服务器"。

2)在"管理您的服务器角色"下，单击"添加或删除角色"。

3)阅读"配置您的服务器向导"中的预备步骤，然后单击"下一步"。

4)在"服务器角色"下，单击"应用程序服务器 (IIS，ASP.NET)"，然后单击"下一步"。

5)阅读概要信息，然后单击"下一步"。

6)单击"完成"。

2、使用控制面板安装 IIS、添加组件或删除组件

1）从"开始"菜单，单击"控制面板"。

2）双击"添加或删除程序"。

3）单击"添加/删除 Windows 组件"。

4）在"组件"列表框中，单击"应用程序服务器"。

5）单击"详细信息"。

6）单击"Internet 信息服务管理器"。

7）单击"详细信息"以查看 IIS 可选组件的列表。

8）选择要安装的所有可选组件。

9）单击"确定"，直到返回到"Windows 组件向导"。

10）单击"下一步"，然后完成"Windows 组件向导"。

三、在Windows 2003 Server 安装 ASP.NET

Windows Server 2003 家族利用 ASP.NET 和 IIS 集成改善了开发人员体验。ASP.NET 识别大多数 ASP 代码，同时为创建可作为 Microsoft .NET Framework 的一部分工作的企业级 Web 应用程序提供更多的功能。使用ASP.NET 允许我们充分利用公共语言运行库的功能，如类型安全、继承、语言互操作性和版本控制。IIS 6.0 还为最新的 Web 标准，包括 XML、简单对象访问协议 (SOAP) 和 Internet 协议版本 6.0 (IPv6.0)，提供支持。

ASP.NET 是一个统一的 Web 开发平台，它提供开发人员创建企业级 Web 应用程序所需的服务。尽管 ASP.NET 的语法基本上与 ASP 兼容，但是它还提供了一个新的编程模型和基础结构以提高应用程序的安全性、缩放性和稳定性。通过逐渐向现有的 ASP 应用程序增加 ASP.NET 功能，我们可以自由地使其增大。ASP.NET 是一个编译的、基于 .NET 的环境；我们可以用任何 .NET 兼容的语言（包括 Microsoft Visual Basic.NET，Microsoft Visual C# 和 Microsoft JScript .NET）创作应用程序。另外，整个 Microsoft .NET Framework 可用于任何 ASP.NET 应用程序。开发人员可以很容易地从这些技术受益，这些技术包括管理的公共语言运行库环境、类型安全、继承等。

ASP.NET的优点如下：

1）可管理性： ASP.NET 使用基于文本的、分级的配置系统，简化了将设置应用于服务器环境和 Web 应用程序的工作。因为配置信息是存储为纯文本的，因此可以在没有本地管理工具的帮助下应用新的设置。配置文件的任何变化都可以自动检测到并应用于应用程序。

2）安全： ASP.NET 为 Web 应用程序提供了默认的授权和身份验证方案。开发人员可以根据应用程序的需要很容易地添加、删除或替换这些方案。

3）易于部署： 通过简单地将必要的文件复制到服务器上，ASP.NET 应用程序即可以部署到该服务器上。不需要重新启动服务器，甚至在部署或替换运行的已编译代码时也不需要重新启动。

4）增强的性能： ASP.NET 是运行在服务器上的已编译代码。与传统的 Active Server Pages (ASP) 不同，ASP.NET 能利用早期绑定、实时 (JIT) 编译、本机优化和全新的缓存服务来提高性能。

5）灵活的输出缓存： 根据应用程序的需要，ASP.NET 可以缓存页数据、页的一部分或整个页。缓存的项目可以依赖于缓存中的文件或其他项目，或者可以根据过期策略进行刷新。

6）国际化： ASP.NET 在内部使用 Unicode 以表示请求和响应数据。可以为每台计算机、每个目录和每页配置国际化设置。

7）移动设备支持： ASP.NET 支持任何设备上的任何浏览器。开发人员使用与用于传统的桌面浏览器相同的编程技术来处理新的移动设备。

8）扩展性和可用性： ASP.NET 被设计成可扩展的、具有特别专有的功能来提高群集的、多处理器环境的性能。此外，Internet 信息服务 (IIS) 和 ASP.NET 运行时密切监视和管理进程，以便在一个进程出现异常时，可在该位置创建新的进程使应用程序继续处理请求。

9）跟踪和调试： ASP.NET 提供了跟踪服务，该服务可在应用程序级别和页面级别调试过程中启用。可以选择查看页面的信息，或者使用应用程序级别的跟踪查看工具查看信息。在开发和应用程序处于生产状态时，ASP.NET 支持使用 .NET Framework 调试工具进行本地和远程调试。当应用程序处于生产状态时，跟踪语句能够留在产品代码中而不会影响性能。

10）与 .NET Framework 集成： 因为 ASP.NET 是 .NET Framework 的一部分，整个平台的功能和灵活性对 Web 应用程序都是可用的。也可从 Web 上流畅地访问 .NET 类库以及消息和数据访问解决方案。ASP.NET 是独立于语言之外的，所以开发人员能选择最适于应用程序的语言。另外，公共语言运行库的互用性还保存了基于 COM 开发的现有投资。

11）与现有 ASP 应用程序的兼容性： ASP 和 ASP.NET 可并行运行在 IIS Web 服务器上而互不冲突；不会发生因安装 ASP.NET 而导致现有 ASP 应用程序崩溃的可能。ASP.NET 仅处理具有 .aspx 文件扩展名的文件。具有 .asp 文件扩展名的文件继续由 ASP 引擎来处理。然而，应该注意的是会话状态和应用程序状态并不在 ASP 和 ASP.NET 页面之间共享。

安装 ASP.NET

在 Windows Server 2003 家族、Windows 2000 （Professional、Server 和 Advanced Server）以及 Windows XP Professional 上的客户端和服务器应用程序都支持 ASP.NET。

运行 Microsoft Windows Server 2003 家族成员的服务器可以配置为应用程序服务器，并将 ASP.NET 作为在配置应用程序服务器角色时可以启用的选项。要向产品服务器部署 ASP.NET Web 应用程序，在分发应用程序之前，必须确保在产品服务器中启用了 ASP.NET 和 IIS 角色。

1、使用"配置您的服务器"向导在运行 Windows Server 2003 的服务器中安装 ASP.NET

1）从"开始"菜单中，单击"管理您的服务器"；在"管理您的服务器"窗口中，单击"添加或删除角色"。

2）在"配置您的服务器向导"中，单击"下一步"，并在"服务器角色"对话框中，选中"应用程序服务器 (IIS、ASP.NET)"，然后单击"下一步"。

3）在"应用程序服务器选项"对话框中，选中"启用 ASP.NET"复选框，单击"下一步"，然后再单击"下一步"。

4）如有必要，请将 Windows Server 2003 安装 CD 插入 CD-ROM 驱动器，然后单击"下一步"。

5）当安装完成时，单击"完成"。

2、在运行 Windows Server 2003 的服务器中使用"添加或删除程序"安装 ASP.NET

1）从"开始"菜单中，指向"控制面板"，然后单击"添加或删除程序"。

2）在"添加或删除程序"对话框中，单击"添加/删除 Windows 组件"。

3）在"Windows 组件"向导中的"组件"中，选中"应用程序服务器"复选框，然后单击"下一步"。

4）当在"Windows 组件"向导中完成对 Windows Server 2003 的配置时，单击"完成"。

3、在运行 Windows Server 2003 的服务器中的 IIS 管理器中启用 ASP.NET

1）从"开始"菜单中，单击"运行"。

2）在"运行"对话框中的"打开"框中，键入 inetmgr，然后单击"确定"。

3）在 IIS 管理器中，展开本地计算机，然后单击"Web 服务扩展"。

4）在右侧窗格中，右键单击"ASP.NET"然后单击"允许"。ASP.NET 的状态变为"允许"。

ASP.NET Web 应用程序的布局

ASP.NET 应用程序被定义为可从 Web 服务器上的虚拟目录及其子目录中调用的所有文件和可执行码。其中可以包含网页（.html 文件）、Web 表单页面（.aspx 文件）、Web 表单用户控件（.ascx 文件）、XML Web 服务（.asmx 文件）、HTTP 处理程序、HTTP 模块和其他文件（如图像和配置文件）。现在使用的所有与 Microsoft .NET Framework 版本相关的脚本映射也都是 ASP.NET 应用程序的一部分。ASP.NET 应用程序必须位于 IIS 虚拟目录（也称为应用程序根目录）中。ASP.NET 应用程序可包含已编译的程序集（通常是包含业务逻辑的 DLL 文件）、用于存储预编译代码的已知目录（目录名总是 \Bin）、存储在基于文本的、易读的 Web.config 文件中的配置设置、页、服务器控件，以及 XML Web 服务。

服务器中任何不与其他应用程序共享的预编译代码必须存储在应用程序的 \Bin 目录中。它是应用程序的本地程序集缓存。Web.config 文件在基于 XML 的文本文件中存储应用程序级的配置文件。这意味着可以使用任意标准的文本编辑器或 XML 分析器来创建它们，而且它们是可读的。如果不在应用程序根目录中包含 Web.config 文件，则配置设置由 Machine.config 文件中整个服务器的配置文件来确定。安装 .NET Framework 时，会安装 Machine.config 文件的某个版本。

下图显示了 ASP.NET 应用程序文件系统布局的示例。

本图中的应用程序包括 \Bin 目录中的两个 DLL 文件、一个 Default.aspx 页，一个名为 Menu.ascx 的用户控件、一个名为 MyWebService.asmx 的 XML Web 服务以及一个 Global.asax 文件。另外，该应用程序是使用下列三个配置文件配置的：系统根目录中计算机级别的 Machine.config 文件、C:\Inetpub\Wwwroot 目录中站点级别的 Web.config 文件和应用程序根目录中应用程序级别的 Web.config 文件。当站点的 Web.config 文件覆盖 Machine.config 文件中的设置时，在应用程序根目录中存储的配置设置将覆盖站点的 Web.config 文件和 Machine.config 文件中的设置。

ASP.NET与IIS、ASP 之间的比较

ASP.NET 应用程序与 Internet 信息服务 (IIS) 之间的关系如下：IIS 通过 aspnet_isapi.dll（ASP.NET 的进程模型）对可发布的 ASP.NET 文件的所有请求提供服务。IIS 不会处理服务器端的代码；而 ASP.NET 引擎则会处理服务器端代码，然后将输出返回给 IIS（如果可能，或另一个 Web 服务器）。

ASP.NET 并非仅仅是下一代的ASP，它为创建利用 Internet 的网络应用程序提供了全新的编程模型。ASP.NET与ASP比较的特点如下：

1、改进的性能和可伸缩性

1）编译后执行：ASP.NET 比传统 ASP 的运行速度更快，同时保留了 ASP"只需点击保存"的更新模型。无需显式的编译步骤。ASP.NET 自动检测变化，根据需要动态编译文件，并且保存编译结果以便后续的请求再次使用。动态编译保证了用户的应用程序总是最新的，并且编译后执行的操作会使其运行速度更快。对于多数从传统的 ASP 迁移到 ASP.NET 的应用程序，其处理的页数增长了 3 至 5 倍。

2）大容量输出缓存：ASP.NET 输出缓存极大地改进了应用程序的性能和可伸缩性。当在页面中启用输出缓存时，ASP.NET 就会执行一次该页并将结果在发送至用户之前保存在内存中。当其他用户请求同一页面时，ASP.NET 使用内存中的缓存结果向用户提供服务，而不是重新执行该页面。输出缓存是可配置的，并且可以用来缓存单个区域或整个页面。

3）Web 场会话状态：ASP.NET 会话状态允许我们在 Web 场中的所有计算机之间共享会话数据。现在，用户可以通过多个请求访问 Web 场中不同的服务器，并且仍然具有完全访问会话数据的权限。

2、增强的可靠性

内存泄漏、死锁和故障保护：ASP.NET 自动检测错误（例如，死锁和内存泄漏）并进行恢复以确保我们的应用程序始终可用。例如，当检测到内存泄漏时，ASP.NET 将自动启动新的 ASP.NET 工作进程副本，并将所有的新请求定向到该进程。当旧进程完成挂起请求的处理后，会经过适当的处置并释放泄漏的内存。

3、部署简单

1）"非接触式"应用程序部署：使用 ASP.NET，我们可以通过将其复制到服务器来进行整个应用程序的部署。配置设置将存储在应用程序的 XML 文件中。

2）动态更新运行的应用程序：ASP.NET 允许我们不必重新启动 Web 服务器而更新已编译的组件。与传统的 COM 组件（这些组件需要在部署更新后手动重新启动 Web 服务器）不同，ASP.NET 自动检测更改并使用新的代码启动。

3）迁移路径简单：ASP.NET 可以和传统的 ASP 应用程序一起在 Microsoft Windows 2000、Windows XP、以及 Windows Server 2003 家族成员的 IIS 上运行。我们可以一次迁移一个应用程序，甚至是单独的页面。ASP.NET 甚至允许我们继续使用现有的传统 COM 商务组件。

4、新的应用程序模型

1）XML Web 服务：XML Web 服务允许应用程序通过 Internet 进行通信和共享数据，而不管操作系统和编程语言如何。ASP.NET 使得公开和调用 XML 网络服务变得简单。

2）移动 Web 设备支持：ASP.NET 移动控件允许我们处理超过 80 台使用 ASP.NET 的移动 Web 设备。我们只需一次性写入应用程序，移动控件就能自动生成请求设备的页面。

5、开发人员的效率

1）简单的编程模型：具有服务器控件（这些控件允许我们使用比传统 ASP 更少的代码来构建效果极佳的页面）的 ASP.NET 使得动态构建真实的 Web 应用程序变得更加容易。

2）灵活的语言选项：ASP.NET 不仅支持 Microsoft Visual Basic Scripting Edition (VBScript) 和 Microsoft JScript，而且支持 25 种以上的 .NET 语言，包括对 Visual Basic .NET、Microsoft C# 和 JScript .NET 的内置支持。

3）丰富的类框架：.NET Framework 类库提供了 4500 多种类，这些类封装了大量的功能，诸如 XML、数据访问、文件上载、正则表达式、图像生成、性能监视和日志记录、事务、消息队列和 SMTP 邮件。

如果你的服务器只有一台，且数据库读写压力不大，就没必要使用Memcached。HttpRuntime.Cache是本地缓存，Memcached是分布式缓存，两者的区别在于：

本地缓存

本地缓存可能是大家用的最多的一种缓存方式了，不管是本地内存还是磁盘，其速度快，成本低，在有些场合非常有效。

但是对于web系统的集群负载均衡结构来说，本地缓存使用起来就比较受限制，因为当数据库数据发生变化时，你没有一个简单有效的方法去更新本地缓存；然而，你如果在不同的服务器之间去同步本地缓存信息，由于缓存的低时效性和高访问量的影响，其成本和性能恐怕都是难以接受的。

分布式缓存

前面提到过，本地缓存的使用很容易让你的应用服务器带上“状态”，这种情况下，数据同步的开销09会比较大；尤其是在集群环境中更是如此！

分布式缓存这种东西存在的目的就是为了提供比RDB更高的TPS和扩展性，同时有帮你承担了数据同步的痛苦；优秀的分布式缓存系统有大家所熟知的Memcached、Redis（当然也许你把它看成是NoSQL，但是我个人更愿意把分布式缓存也看成是NoSQL），还有淘宝自主开发的Tair等。

对比关系型数据库和缓存存储，其在读和写性能上的差距可谓天壤之别；就拿淘宝的Tair来说，mdb引擎的单机QPS已在10w以上，ldb的也达到了5w~7w，而集群的性能会更高（目前uic所用的Tair集群QPS高达数十万！）。

所以，在技术和业务都可以接受的情况下，我们可以尽量把读写压力从数据库转移到缓存上，以保护看似强大，其实却很脆弱的关系型数据库。

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