ASP.NET技術簡介之緩存技術
用戶從數據庫中檢索數據，可能是Web應用程序中執行最慢的操作之一。因為其中涉及多個環節，例如，Web服務器、數據庫服務器等。尤其是在用戶比較多，檢索的數據量比較大的情況下，會給包括用戶在內的各個方面造成不小的困難。如果能夠將數據庫中的數據緩存到內存（也可以存儲在其他場所），則無需在請求每個頁面時都訪問數據庫。由于從內存中返回數據的速度始終比新提供的數據速度快，因而可以大大提供應用程序的性能。
緩存有一個不太容易克服的缺點，那就是數據過期的問題。最典型的情況是，如果將數據庫表中的數據內容緩存到服務器內存中，當數據庫表中的記錄發生更改時，Web應用程序則很可能顯示過期的、不準確的數據。對于某些類型的數據，即使顯示的信息過期，影響也不會很大。然而，對于實時性要求比較嚴格的數據，例如，股票價格、拍賣出價之類信息，顯示的數據稍有過期都是不可接受的。
為了解決以上問題，ASP.NET 1.x中曾經提供了一些比較好的緩存功能，例如，頁面輸出緩存、部分緩存、頁面數據緩存等。雖然這些緩存功能可以解決數據緩存方面的問題，但還是存在較大的缺點，開發人員必須在性能和數據過期之間作出權衡，數據過期的問題始終困擾著開發人員。例如，如果數據庫表中的數據發生了變化，緩存則也許不能在指定的時間內更新，而必須等到緩存過期，那么就有可能為用戶帶來一定的麻煩。理想的情況是，數據庫表中的任何更新，都能夠立刻體現在緩存數據中，ASP.NET 2.0克服了以上不足，解決了這個問題。ASP.NET 2.0的緩存功能是在ASP.NET 1.x基礎之上擴展而來的。
ASP.NET技術簡介：ASP.NET 2.0支持以下幾種緩存
◆頁面輸出緩存
頁面輸出緩存是最為簡單的緩存機制，該機制將整個ASP.NET頁面內容保存在服務器內存中。當用戶請求該頁面時，系統從內存中輸出相關數據，直到緩存數據過期。在這個過程中，緩存內容直接發送給用戶，而不必再次經過頁面處理生命周期。通常情況下，頁面輸出緩存對于那些包含不需要經常修改內容的，但需要大量處理才能編譯完成的頁面特別有用。需要讀者注意的是，頁面輸出緩存是將頁面全部內容都保存在內存中，并用于完成客戶端請求。
◆頁面部分緩存
顧名思義，頁面部分緩存是將頁面部分內容保存在內存中以便響應用戶請求，而頁面其他部分內容則為動態內容。頁面部分緩存的實現包括兩種方式：控件緩存和替換后緩存。前者也可稱為片段緩存，這種方式允許將需要緩存的信息包含在一個用戶控件內，然后，將該用戶控件標記為可緩存的，以此來緩存頁面輸出的部分內容。這一方式緩存了頁面中的特定內容，而沒有緩存整個頁面，因此，每次都需重新創建整個頁。例如，如果要創建一個顯示大量動態內容（如股票信息）的頁，其中有些部分為靜態內容（如每周總結），這時可以將靜態部分放在用戶控件中，并允許緩存這些內容。緩存后替換與控件緩存正好相反。這種方式緩存整個頁，但頁中的各段都是動態的。例如，如果要創建一個在規定時間段內為靜態的頁，則可以將整個頁設置為進行緩存。如果向頁添加一個顯示用戶名的Label控件，則對于每次頁刷新和每個用戶而言，Label的內容都將保持不變，始終顯示緩存該頁之前請求該頁的用戶的姓名。使用緩存后替換機制，可以將頁配置為進行緩存，將頁的個別部分標記為不可緩存。在此情況下，可以向不可緩存部分添加Label控件，這樣將為每個用戶和每次頁請求動態創建這些控件。
◆應用程序數據緩存
應用程序數據緩存提供了一種編程方式，可通過鍵/值對將任意數據存儲在內存中。使用應用程序緩存與使用應用程序狀態類似。但是，與應用程序狀態不同的是，應用程序數據緩存中的數據是易失的，即數據并不是在整個應用程序生命周期中都存儲在內存中。應用程序數據緩存的優點是由ASP.NET管理緩存，它會在項過期、無效，或內存不足時移除緩存中的項，還可以配置應用程序緩存，以便在移除項時通知應用程序。
◆緩存依賴
ASP.NET 1.x已經提供了一些基于時間、文件、目錄等緩存依賴功能。這些功能雖然能夠處理一些常見問題，但是無法解決數據過期的難題。為此，ASP.NET 2.0新增了SQL數據緩存依賴功能。該功能的核心是SqlCacheDependency類。不同版本的SQL Server，其對于SQL數據緩存依賴具有不同程度的支持，因此，使用方法差異較大。另外，ASP.NET 2.0還支持以CacheDependency類為核心的自定義緩存依賴，以及以AggregateCacheDependency類為核心的聚合緩存依賴等。
ASP.NET 2.0包括了一些有助于進行緩存配置的新功能。例如，允許使用Web.config文件來創建緩存設置。在Web.config文件中進行適當設置，并在單個頁中引用這些設置后，就能夠將緩存設置同時應用于多個頁面。同時，緩存設置還添加了更多用于自定義緩存性能的選項。
以上簡單介紹了ASP.NET 2.0提供的緩存功能，它們能夠提高請求響應的吞吐量以便提高應用程序性能。實際上，這些緩存功能有的繼承自ASP.NET 1.x，并且得到了增強，有的則是新增功能。增強功能包括功能更強大的頁面部分緩存模型、增強的緩存配置以及輸出緩存指令的改進。新功能包括Web.config緩存配置支持、自定義緩存依賴、聚合緩存依賴、SQL數據緩存依賴以及緩存后替換等。
在正式開始介紹以上各個緩存功能之前，還有兩個概念需要了解。一個是緩存清除，另一個是緩存過期。
緩存清除是指從內存中移除緩存數據。可能由以下3個原因造成：一是緩存項數據過期。每個過期的緩存項數據都必須被刪除，否則導致服務器內存不足，影響其他應用程序執行。二是緩存依賴項發生改變。依賴項與數據緩存項有著密切關系。根據應用程序設置，如果依賴項發生改變，那么數據緩存很可能會被清除。三是由于服務器內存不足，開始緩存清理過程。如果某些項在一段時間內未被訪問，或是在添加到緩存中時被標記為低優先級，則這些項會被移除。
以上介紹了緩存清除的概念和形成原因，其中涉及一個數據過期的問題。在ASP.NET 2.0中，當向緩存添加項時，可以設置兩種數據過期類型。一種稱為可調過期，即指定某項自上次被訪問后多長時間過期。例如，可以將某項設置為自上次在緩存中被訪問后20分鐘過期。另一種是絕對過期，即指定某項在設定的時間過期，而不考慮訪問頻率。例如，可以將某項設置為在下午6點過期，或4小時后過期。
ASP.NET技術簡介：ASP.NET 2.0的緩存功能具有以下優點：
◆支持更為廣泛和靈活的可開發特征
ASP.NET 2.0包含一些新增的緩存控件和API。例如，自定義緩存依賴、Substitution控件、頁面輸出緩存API等，這些特征能夠明顯改善開發人員對于緩存功能的控制。
◆增強的可管理性
使用ASP.NET 2.0提供的配置和管理功能，可以更加輕松地管理緩存功能。
◆提供更高的性能和可伸縮性
ASP.NET 2.0提供了一些新的功能，例如，SQL數據緩存依賴等，這些功能將幫助開發人員創建高性能、伸縮性強的Web應用程序。
另外，緩存功能也有其自身的不足。例如，顯示的內容可能不是最新、最準確的，為此，必須設置合適的緩存策略。又如，緩存增加了系統的復雜性并使其難于測試和調試，因此建議在沒有緩存的情況下開發和測試應用程序，然后在性能優化階段啟用緩存選項。
ASP.NET技術簡介之緩存技術到此結束。
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