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爱薇Ivy趣闻 2024-10-17 阅读 6

在 C# 中,EasyCaching 是一个提供多种缓存机制的开源库,它支持内存缓存、分布式缓存(如 Redis、Memcached 等)以及多种持久化方案。它的主要目的是简化缓存的使用,让开发者能够更容易地集成和使用缓存。

EasyCaching 的基本使用

  1. 安装 NuGet 包
    你可以通过 NuGet 包管理工具安装 EasyCaching。在你的项目中打开终端并运行:

    dotnet add package EasyCaching.Core
    

    如果你需要使用特定的扩展,比如 Redis,你可以安装相应的扩展包:

    dotnet add package EasyCaching.Redis
    
  2. 配置缓存
    你需要在 Startup.cs 或者相应的配置文件中进行缓存的注册和配置。例如,配置 MemoryRedis 缓存:

    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        // 注册 EasyCaching
        services.AddEasyCaching(options =>
        {
            options.UseInMemory("m1"); // 注册内存缓存
            options.UseRedis("redis1", config =>
            {
                config.DBConfig.EndPoints.Add("127.0.0.1:6379"); // 设置 Redis 连接
            }); // 注册 Redis 缓存
        });
    
        // 其他服务注册...
    }
    
  3. 使用缓存
    可以通过注入 IEasyCachingProviderFactory 或者具体的 IEasyCachingProvider 来使用缓存。以下是一个简单的例子:

    using EasyCaching.Core;
    using System;
    
    public class MyService
    {
        private readonly IEasyCachingProvider _provider;
    
        public MyService(IEasyCachingProviderFactory factory)
        {
            _provider = factory.GetCachingProvider("m1"); // 使用指定的缓存提供器
        }
    
        public async Task<string> GetDataAsync(string key)
        {
            var cacheValue = await _provider.GetAsync<string>(key);
            if (!cacheValue.HasValue)
            {
                // 假设从某个数据源获取数据
                string valueFromDataSource = "some data";
                await _provider.SetAsync(key, valueFromDataSource, TimeSpan.FromMinutes(10));
                return valueFromDataSource;
            }
            return cacheValue.Value;
        }
    }
    

EasyCaching 可以结合不同的缓存提供者来实现二级缓存。通过使用一级缓存(如内存缓存)与二级缓存(如 Redis、数据库等)相结合的方式,可以提高应用程序的性能和可伸缩性。

实现二级缓存

要在 EasyCaching 中实现二级缓存,你可以按照以下步骤进行配置:

  1. 安装必要的 NuGet 包
    确保你已经安装了 EasyCaching 和你需要的缓存后端(如 Redis)。

    dotnet add package EasyCaching.Core
    dotnet add package EasyCaching.Redis
    
  2. 配置缓存
    Startup.cs 中配置一级缓存和二级缓存。以下是一个示例配置:

    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        // 注册 EasyCaching
        services.AddEasyCaching(options =>
        {
            options.UseInMemory("localCache"); // 一级缓存:内存
            options.UseRedis("redisCache", config =>
            {
                config.DBConfig.EndPoints.Add("127.0.0.1:6379"); // 二级缓存:Redis
            });
        });
    
        // 其他服务注册...
    }
    
  3. 实现二级缓存逻辑
    在服务类中,你可以编写缓存访问逻辑,优先从一级缓存中获取值,如果找不到,再访问二级缓存:

    using EasyCaching.Core;
    using System;
    
    public class MyService
    {
        private readonly IEasyCachingProvider _localCache;
        private readonly IEasyCachingProvider _redisCache;
    
        public MyService(IEasyCachingProviderFactory factory)
        {
            _localCache = factory.GetCachingProvider("localCache"); // 一级缓存
            _redisCache = factory.GetCachingProvider("redisCache"); // 二级缓存
        }
    
        public async Task<string> GetDataAsync(string key)
        {
            // 先尝试从一级缓存获取
            var localCacheValue = await _localCache.GetAsync<string>(key);
            if (localCacheValue.HasValue)
            {
                return localCacheValue.Value; // 直接返回
            }
    
            // 如果一级缓存未命中,尝试从二级缓存获取
            var redisCacheValue = await _redisCache.GetAsync<string>(key);
            if (redisCacheValue.HasValue)
            {
                // 将二级缓存的值存入一级缓存
                await _localCache.SetAsync(key, redisCacheValue.Value, TimeSpan.FromMinutes(10));
                return redisCacheValue.Value;
            }
    
            // 如果二级缓存也未命中,仿佛从数据源获取数据
            string valueFromDataSource = "fresh data"; // 这里实际应该从数据库等数据源获取
            await _localCache.SetAsync(key, valueFromDataSource, TimeSpan.FromMinutes(10));
            await _redisCache.SetAsync(key, valueFromDataSource, TimeSpan.FromMinutes(60));
            return valueFromDataSource;
        }
    }
    

实现二级缓存的好处

  1. 提高性能

    • 一级缓存(如内存缓存)速度极快,帮助减少读取的延迟。
    • 如果一级缓存未命中,通过二级缓存(如 Redis)提供更稳健的备份和数据共享。
  2. 降低数据库负载

    • 通过二级缓存,减少了对数据库的直接访问,从而为数据库提供缓冲,降低负载和延迟。
  3. 数据一致性

    • 在只访问一级缓存可能导致数据过时的问题时,二级缓存可以用作更持久的数据源,确保数据的一致性和最新性。
  4. 灵活性

    • 使用不同类型的缓存提供者(如内存和 Redis),可以根据应用程序需求进行灵活组合,充分利用它们各自的优点。
  5. 缓存失效机制

    • 决定不同缓存层次的失效策略,可以更加有效地控制内存使用,同时确保用户可以得到更新过的数据。
  6. 可扩展性

    • 对于需要在多个服务实例间共享状态的分布式系统,二级缓存可否允许多个实例有效获取和存储共享数据。

结论

通过 EasyCaching 实现的二级缓存,可以在提高应用性能的同时,降低对后端服务的压力。这种设计还可以保证用户获得的数据是最新的,从而提升用户体验。

使用 AOP(面向切面编程)可以帮助你简化缓存逻辑的实现,从而使代码更加整洁。通过 AOP,你可以在方法调用前后自动处理缓存逻辑,而不必在每个方法中重复编写相同的缓存代码。

以下是一个使用 AOP 优化上述 EasyCaching 示例的步骤:

1. 安装必要的 NuGet 包

为了使用 AOP,你可以使用一个流行的 AOP 库,比如 Castle DynamicProxy 或者 AspectInjector。这里以 AspectInjector 为例,你可以通过 NuGet 安装:

dotnet add package AspectInjector

2. 创建缓存属性

创建一个自定义属性,用于标记需要缓存的方法。这个属性将会在运行时被拦截,并引入缓存逻辑:

using EasyCaching.Core;
using System;

[AttributeUsage(AttributeTargets.Method)]
public class CacheMethodAttribute : Attribute
{
    public string Key { get; }
    public TimeSpan Expiration { get; }

    public CacheMethodAttribute(string key, double expirationMinutes)
    {
        Key = key;
        Expiration = TimeSpan.FromMinutes(expirationMinutes);
    }
}

3. 创建一个缓存拦截器

接下来,创建一个拦截器,负责处理缓存的逻辑。你可以创建一个简单的缓存拦截器,利用 EasyCaching 来处理方法的缓存逻辑:

using System;
using System.Reflection;
using System.Threading.Tasks;
using AspectInjector.Broker;
using EasyCaching.Core;

[Aspect(Scope.Global)]
public class CachingAspect
{
    private readonly IEasyCachingProviderFactory _factory;

    public CachingAspect(IEasyCachingProviderFactory factory)
    {
        _factory = factory;
    }

    [Advice(Kind.Before, Targets.Method)]
    public async ValueTask AdviseAsync([Argument(Source.Name)] string methodName, [Argument(Source.ReturnType)] Type returnType, MethodInfo method, Func<ValueTask> proceed)
    {
        // 获取 CacheMethodAttribute 属性
        var cacheAttr = method.GetCustomAttribute<CacheMethodAttribute>();
        if (cacheAttr != null)
        {
            var provider = _factory.GetCachingProvider("localCache"); // 从配置中获取缓存
            var cacheKey = $"{methodName}_{string.Join("_", method.GetParameters())}"; // 生成缓存键

            // 尝试从缓存获取数据
            var cachedValue = await provider.GetAsync<string>(cacheKey);
            if (cachedValue.HasValue)
            {
                // 如果缓存中有数据,返回
                return cachedValue.Value;
            }

            // 执行原方法
            var result = await proceed(); // 调用原始方法

            // 将结果存入缓存
            await provider.SetAsync(cacheKey, result.ToString(), cacheAttr.Expiration);

            return result;
        }

        // 如果没有 CacheMethodAttribute,直接调用原方法
        return await proceed();
    }
}

4. 应用缓存属性到服务方法

在你的服务类中,你只需在需要缓存的方法上应用 CacheMethod 属性,示例如下:

public class MyService
{
    private readonly IEasyCachingProviderFactory _factory;

    public MyService(IEasyCachingProviderFactory factory)
    {
        _factory = factory;
    }

    [CacheMethod("GetData_Key", 10)] // 10分钟的缓存时间
    public async Task<string> GetDataAsync(string key)
    {
        // 从数据库或其他数据源获取数据
        string valueFromDataSource = "fresh data"; // 实际情况下这里应调用真实数据源
        return valueFromDataSource;
    }

    // 可以继续添加更多被缓存的方法
    [CacheMethod("GetOtherData_Key", 5)]
    public async Task<string> GetOtherDataAsync(string key)
    {
        // 从数据库或其他数据源获取其他数据
        string valueFromDataSource = "other fresh data"; // 实际情况下这里应调用真实数据源
        return valueFromDataSource;
    }
}

5. 注册拦截器

最后,确保在你的 DI 容器中注册拦截器和相关服务。你可以在 Startup.cs 中配置它们:

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    // 注册 EasyCaching
    services.AddEasyCaching(options =>
    {
        options.UseInMemory("localCache"); // 一级缓存
    });

    // 注册 AOP 拦截器
    services.AddTransient<CachingAspect>();

    services.AddTransient<MyService>(); // 注册你的服务类
}

好处

  1. 简化代码:通过 AOP,你可以避免在每个方法中重复编写缓存逻辑,保持代码简洁。

  2. 提高可维护性:集中管理缓存逻辑,让你在修改时只需要更改拦截器,而不需要逐一修改每个方法。

  3. 统一管理:通过定义缓存键和过期时间,可以很方便地进行管理和调整。

  4. 减少代码重复:减少了每个方法中相似代码的重复,使得代码更加干净和易懂。

通过这种方式,你可以轻松实现 AOP 缓存逻辑,提升代码质量和开发效率。

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