一、緩存

緩存指在中間層中存儲數(shù)據(jù)的行為，該行為可使后續(xù)數(shù)據(jù)檢索更快。 從概念上講，緩存是一種性能優(yōu)化策略和設(shè)計考慮因素。 緩存可以顯著提高應(yīng)用性能，方法是提高不常更改（或檢索成本高）的數(shù)據(jù)的就緒性。

二、RFC9111

在最新的緩存控制規(guī)范文件RFC9111中，詳細(xì)描述了瀏覽器緩存和服務(wù)器緩存控制的規(guī)范，其中有一個最重要的響應(yīng)報文頭Cache-Control。

該報文頭的設(shè)置會影響我們的緩存，包括瀏覽器端和服務(wù)端。

RFC911：http://www.ythuaji.com.cn/uploads/allimg/b50ttmphw2f

三、網(wǎng)頁端緩存

在Cache-Control中，如果設(shè)置max-age=10,則表示告訴瀏覽器緩存10s，而為什么瀏覽器要認(rèn)這個表示呢，就是上面我們說的前后端都要根據(jù)RFC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范去實(shí)現(xiàn)，就是硬件的統(tǒng)一插口，不然其他生成出來的就用不了。

那么在Asp.net Core 中只需要在接口上打上ResponseCacheAttribute并設(shè)置max-age的時間即可。

首先建一個Asp.Net Core WebAPI 項(xiàng)目，寫一個獲取學(xué)生的Get接口。

namespace WebAPI_Cache.Controllers
{
    [ApiController]
    [Route("[controller]")]
    public class CacheController : ControllerBase
    {

        public CacheController()
        {

        }

        [HttpGet]
        public ActionResult<Student> GetStudent()
        {

            return new Student()
            {
                Id = 1,
                Name = "Test",
                Age = Random.Shared.Next(0, 100),
            };
        }
    }
}

namespace WebAPI_Cache.Model
{
    public class Student
    {
        public int Id { get; set; }
        public string? Name { get; set; }
        public int Age { get; set; }
    }
}

在接口中我返回Student的age為1-100的隨機(jī)數(shù)。啟動項(xiàng)目測試，短時間內(nèi)兩次調(diào)用返回的age不一樣

第一次age：

第二次age：

當(dāng)我在接口方法打上[ResponseCache(Duration = 10)]，再次調(diào)用接口返回的信息可以看到已經(jīng)有了cache-control: public,max-age=10 的Header。

并且我在10秒內(nèi)的請求，只有第一次請求過服務(wù)器，其他都是從緩存中取的，查看edge瀏覽器網(wǎng)絡(luò)訪問如下：

四、服務(wù)器緩存

網(wǎng)頁端緩存是放在瀏覽器端的，對于單點(diǎn)請求會有用，但是如果是多個不同前端請求呢。這個時候我們可以將緩存放置在后端服務(wù)中，在ASP.NET Core 中配置響應(yīng)緩存中間件。

在 Program.cs中，將響應(yīng)緩存中間件服務(wù) AddResponseCaching 添加到服務(wù)集合，并配置應(yīng)用，如果使用 CORS 中間件時，必須在 UseResponseCaching 之前調(diào)用 UseCors。

如果header包含 Authorization，Set-Cookie 標(biāo)頭，也不會緩存，因?yàn)檫@些用戶信息緩存會引起數(shù)據(jù)混亂。

然后對于我們需要服務(wù)器緩存的接口打上ResponseCache屬性，和設(shè)置瀏覽器緩存一樣，還有其他參數(shù)可設(shè)置。我們通過兩個進(jìn)程來測試，一個用瀏覽器swagger，一個用postman，可以看到兩個請求的age都是等于18的。所以可以確定服務(wù)器端確實(shí)存在緩存。

但是在用postman測試的時候記得在settings里面把Send no-cache header勾掉，如果不去掉，發(fā)送的時候就會在請求頭里面包含Cache-Control:no-cache，這樣服務(wù)端即便有緩存也不會使用緩存。

對于瀏覽器端相當(dāng)于禁用緩存，如果禁用了緩存，發(fā)送的請求頭也會帶上Cache-Control:no-cache，服務(wù)端看到no-cache 后便不會再使用緩存進(jìn)行響應(yīng)。

而這個約定就是RFC9111的規(guī)范，所以這個后端緩存策略比較雞肋，如果用戶禁用緩存就沒用了，因此我們還可以使用內(nèi)存緩存。

五、內(nèi)存緩存

內(nèi)存緩存基于 IMemoryCache。 IMemoryCache 表示存儲在 Web 服務(wù)器內(nèi)存中的緩存。

• 首先Nuget安裝包

Install-Package Microsoft.Extensions.Caching.Memory

• 在Program.cs中添加依賴

builder.Services.AddMemoryCache();

• 緩存數(shù)據(jù)
  我添加一個Post方法模擬id查詢Student

這樣我就將數(shù)據(jù)緩存到了內(nèi)存，可以設(shè)置緩存的絕對過期時間，也可以設(shè)置滑動過期，稍后我們會看到過期策略的使用。

六、緩存擊穿

緩存擊穿是指熱點(diǎn)key在某個時間點(diǎn)過期的時候，而恰好在這個時間點(diǎn)對這個Key有大量的并發(fā)請求過來，或者是查詢了不存在的數(shù)據(jù)，緩存里面沒有，從而大量的請求打到數(shù)據(jù)庫上形成數(shù)據(jù)庫壓力。

上面內(nèi)存緩存中的寫法我們可以看到，如果查詢緩存等于null就會再去查詢數(shù)據(jù)（我這里只是模擬，沒有去寫真的數(shù)據(jù)庫查詢），如果這樣暴力請求攻擊就會有問題。

對于這個問題我們可以使用ImemoryCache的GetOrCreate方法，當(dāng)然它還有異步方式。通過該方法傳入緩存的key和func 委托方法返回值來進(jìn)行查詢并緩存，如果沒查詢到返回的null也會存儲在緩存中，防止惡意查詢不存在的數(shù)據(jù)。

        [HttpPost]
        public ActionResult<Student> GetStudent2(int id)
        {
            //查詢并創(chuàng)建緩存
            var student = _memoryCache.GetOrCreate("student_" + id, t =>
            {
                t.AbsoluteExpiration = DateTimeOffset.Now.AddSeconds(20);
                //模擬只有id=1有數(shù)據(jù)
                if (id == 1)
                {
                    return new Student()
                    {
                        Id = 1,
                        Name = "Test",
                        Age = Random.Shared.Next(0, 100),
                    };
                }
                else
                {
                    //其他的返回空，但是空值也會緩存，比如查詢 id=2,id=3 都會緩存
                    return null;
                }

            });
            if (student == null)
            {
                return NotFound("未找到");
            }
            else
            {
                return student;
            }
        }

七、緩存雪崩

緩存雪崩是指緩存中數(shù)據(jù)大批量到過期時間，導(dǎo)致所有請求都會去查數(shù)據(jù)庫，而查詢數(shù)據(jù)量巨大，引起數(shù)據(jù)庫壓力過大甚至down機(jī)。

對于雪崩情況我們對緩存的策略主要是設(shè)置過期時間，部分不重要的站點(diǎn)，比如新聞網(wǎng)站我們將絕對過期時間AbsoluteExpiration設(shè)置的久一點(diǎn)。

對于要一定靈活性，能在請求不頻繁的時候進(jìn)行失效以更新數(shù)據(jù)的，我們可以用滑動過期時間，就是如果頻繁請求就一值滑動過期時間。

當(dāng)然為了避免滑動時間一直不過期，還可以兩種方式混合使用。上面的例子，我們設(shè)置絕對過期時間是20秒，我們將滑動過期設(shè)置5秒，在5秒內(nèi)有持續(xù)訪問就一直續(xù)命，直到20秒絕對過期。

那么如果沒人訪問，在5秒后就過期了，這樣數(shù)據(jù)下次訪問也能及時查詢最新數(shù)據(jù)。

八、分布式緩存

有了上面的緩存方案，對付一些小的簡單業(yè)務(wù)系統(tǒng)完全夠用了，但是如果你是分布式部署服務(wù)，那么像內(nèi)存緩存訪問的數(shù)據(jù)就是單個服務(wù)器的緩存。

你可能需要多個服務(wù)器的請求之間保持一致、在進(jìn)行服務(wù)器重啟和應(yīng)用部署后仍然有效、不使用本地內(nèi)存等情況。

這個時候我們可以使用第三方緩存，比如memecache,Redis等。Asp.Net Core 使用 IDistributedCache 接口與緩存進(jìn)行交互。

• NuGet安裝包

Install-Package Microsoft.Extensions.Caching.StackExchangeRedis

• 在 Program.cs 中注冊 IDistributedCache 實(shí)現(xiàn)
  

Configuration： 為連接配置。
InstanceName： 為存儲鍵前綴。

編寫測試方法GetStuden3

IDistributedCache 接受字符串鍵并以 byte[] 數(shù)組的形式添加或檢索緩存項(xiàng)，所以數(shù)據(jù)是以byte[]形式訪問，但是擴(kuò)展了一個string類型的方法可以進(jìn)行使用，我這里用字符串進(jìn)行操作。

以上這些就是關(guān)于asp.net core 當(dāng)中使用緩存的重要點(diǎn)和基礎(chǔ)使用方法，詳細(xì)參數(shù)和文檔可參看官方文檔：ASP.NET Core 中的緩存概述