تطبيقات C # في C # .NET

ذاكرة التخزين المؤقت المحلية وذاكرة التخزين المؤقت المحلية الثابتة وذاكرة التخزين المؤقت الموزعة

• يُستخدم In-Memory Cache في الحالات التي تحتاج فيها فقط إلى تنفيذ ذاكرة التخزين المؤقت في عملية واحدة. عندما تموت العملية ، تموت ذاكرة التخزين المؤقت معها. إذا كنت تقوم بتشغيل نفس العملية على خوادم متعددة ، فسيكون لديك ذاكرة تخزين مؤقت منفصلة لكل خادم.
• ذاكرة التخزين المؤقت المستمرة قيد المعالجة - يحدث ذلك عند عمل نسخة احتياطية من ذاكرة التخزين المؤقت خارج ذاكرة العملية. يمكن وضعه في ملف أو في قاعدة بيانات. إنه أكثر تعقيدًا من ذاكرة التخزين المؤقت في الذاكرة ، ولكن إذا تمت إعادة تشغيل العملية ، فلن يتم مسح ذاكرة التخزين المؤقت. الأنسب للحالات التي يكون فيها الحصول على عنصر مخبأ باهظ الثمن وتميل عمليتك إلى إعادة التشغيل بشكل متكرر.
• ذاكرة التخزين المؤقت الموزعة هي عندما تحتاج إلى ذاكرة تخزين مؤقت مشتركة لأجهزة متعددة. عادة ما تكون هذه خوادم عديدة. يتم تخزين ذاكرة التخزين المؤقت الموزعة في خدمة خارجية. هذا يعني أنه في حالة احتفاظ خادم واحد بعنصر ذاكرة التخزين المؤقت ، يمكن للخوادم الأخرى استخدامه أيضًا. خدمات مثل Redis رائعة لهذا.

التنفيذ البدائي

public class NaiveCache<TItem>
{
    Dictionary<object, TItem> _cache = new Dictionary<object, TItem>();
 
    public TItem GetOrCreate(object key, Func<TItem> createItem)
    {
        if (!_cache.ContainsKey(key))
        {
            _cache[key] = createItem();
        }
        return _cache[key];
    }
}

var _avatarCache = new NaiveCache<byte[]>();
// ...
var myAvatar = _avatarCache.GetOrCreate(userId, () => _database.GetAvatar(userId));

1. يمكن أن تبدأ ذاكرة التخزين المؤقت في استهلاك الكثير من الذاكرة ، مما يؤدي في النهاية إلى استثناءات بسبب نقصها وتعطلها.
2. يمكن أن يؤدي الاستهلاك المرتفع للذاكرة إلى ضغط الذاكرة (المعروف أيضًا باسم ضغط GC ). في هذه الحالة ، يعمل جامع القمامة أكثر مما ينبغي ، مما يقلل الأداء.
3. قد يلزم تحديث ذاكرة التخزين المؤقت عند تغيير البيانات. يجب أن تدعم البنية التحتية للتخزين المؤقت لدينا هذه الميزة.

• سياسة انتهاء الصلاحية المطلقة التي تزيل عنصرًا من ذاكرة التخزين المؤقت بعد فترة زمنية محددة ، بغض النظر عن أي شيء.
• سياسة Slide Exp انتهاء الصلاحية التي تزيل عنصرًا من ذاكرة التخزين المؤقت إذا لم يتم الوصول إليه لفترة زمنية معينة. بمعنى ، إذا قمت بتعيين وقت انتهاء الصلاحية على دقيقة واحدة ، فسيظل العنصر في ذاكرة التخزين المؤقت أثناء استخدامه كل 30 ثانية. إذا لم أستخدمه لأكثر من دقيقة ، فسيتم حذف العنصر.
• سياسة تحديد الحجم ، والتي ستحد من حجم ذاكرة التخزين المؤقت.

حلول أفضل

System.Runtime.Caching / MemoryCache vs Microsoft.Extensions.Caching.Memory

public class SimpleMemoryCache<TItem>
{
    private MemoryCache _cache = new MemoryCache(new MemoryCacheOptions());
 
    public TItem GetOrCreate(object key, Func<TItem> createItem)
    {
        TItem cacheEntry;
        if (!_cache.TryGetValue(key, out cacheEntry)) //    .
        {
            //    ,   .
            cacheEntry = createItem();
            
            //    . 
            _cache.Set(key, cacheEntry);
        }
        return cacheEntry;
    }
}

var _avatarCache = new SimpleMemoryCache<byte[]>();
// ...
var myAvatar = _avatarCache.GetOrCreate(userId, () => _database.GetAvatar(userId));

public class MemoryCacheWithPolicy<TItem>
{
    private MemoryCache _cache = new MemoryCache(new MemoryCacheOptions()
    {
        SizeLimit = 1024
    });
 
    public TItem GetOrCreate(object key, Func<TItem> createItem)
    {
        TItem cacheEntry;
        if (!_cache.TryGetValue(key, out cacheEntry))//    .
        {
            //    ,   . 
            cacheEntry = createItem();
 
            var cacheEntryOptions = new MemoryCacheEntryOptions()
         	.SetSize(1)// 
         	//        (  )
                .SetPriority(CacheItemPriority.High)
                //       ,    .
                 .SetSlidingExpiration(TimeSpan.FromSeconds(2))
                //       ,    .
                .SetAbsoluteExpiration(TimeSpan.FromSeconds(10));
 
            //    .
            _cache.Set(key, cacheEntry, cacheEntryOptions);
        }
        return cacheEntry;
    }
}

1. تمت إضافة MemoryCacheOptions SizeLimit. هذا يضيف سياسة حد الحجم لحاوية التخزين المؤقت لدينا. لا تحتوي ذاكرة التخزين المؤقت على آلية لقياس حجم السجلات. لذلك ، نحتاج إلى تعيين حجم كل إدخال في ذاكرة التخزين المؤقت. في هذه الحالة ، في كل مرة نقوم بتعيين الحجم على 1 مع SetSize(1). هذا يعني أن ذاكرة التخزين المؤقت لدينا سيكون لها حد 1024 عنصر.
2. , ? .SetPriority (CacheItemPriority.High). : Low (), Normal (), High () NeverRemove ( ).
3. SetSlidingExpiration(TimeSpan.FromSeconds(2)) 2 . , 2 , .
4. SetAbsoluteExpiration(TimeSpan.FromSeconds(10)) 10 . , 10 , .

المشاكل والميزات المفقودة

1. بينما يمكنك تعيين حد الحجم ، فإن التخزين المؤقت لا يتحكم بالفعل في ضغط الذاكرة. إذا قمنا بالمراقبة ، فيمكننا تشديد السياسة بالضغط العالي وإضعاف السياسة مع انخفاض.
2. , . . , , , 10 . 2 , , ( ), .

public class WaitToFinishMemoryCache<TItem>
{
    private MemoryCache _cache = new MemoryCache(new MemoryCacheOptions());
    private ConcurrentDictionary<object, SemaphoreSlim> _locks = new ConcurrentDictionary<object, SemaphoreSlim>();
 
    public async Task<TItem> GetOrCreate(object key, Func<Task<TItem>> createItem)
    {
        TItem cacheEntry;
 
        if (!_cache.TryGetValue(key, out cacheEntry))//    .
        {
            SemaphoreSlim mylock = _locks.GetOrAdd(key, k => new SemaphoreSlim(1, 1));
 
            await mylock.WaitAsync();
            try
            {
                if (!_cache.TryGetValue(key, out cacheEntry))
                {
                    //    ,   .
                    cacheEntry = await createItem();
                    _cache.Set(key, cacheEntry);
                }
            }
            finally
            {
                mylock.Release();
            }
        }
        return cacheEntry;
    }
}

var _avatarCache = new WaitToFinishMemoryCache<byte[]>();
// ...
var myAvatar =
await _avatarCache.GetOrCreate(userId, async () => await _database.GetAvatar(userId));

تحليل الكود

متى يجب استخدام WaitToFinishMemoryCache

• عندما يكون لوقت إنشاء العنصر أي قيمة ، وتريد تقليل عدد الإبداعات قدر الإمكان.
• عندما يكون وقت إنشاء عنصر طويلاً جدًا.
• متى يجب إنشاء عنصر مرة واحدة لكل مفتاح.

• لا يوجد خطر من أن سلاسل رسائل متعددة ستتمكن من الوصول إلى نفس عنصر ذاكرة التخزين المؤقت.
• أنت لست قاطعًا ضد إنشاء العناصر أكثر من مرة. على سبيل المثال ، إذا كان استعلام إضافي لقاعدة البيانات لا يؤثر بشكل كبير على أي شيء.

ملخص