ASP.NET: 緩衝運用

說到ASP.NET緩衝，那就是：儘早緩衝；經常緩衝您應該在應用程式的每一層都實現緩衝。向資料層、商務邏輯層、UI 或輸出層添加緩衝支援。記憶體現在非常便宜 — 因此，通過以智能的方式在整個應用程式中實現緩衝，可以獲得很大的效能提高。 緩衝可以掩蓋許多過失 緩衝是一種無需大量時間和分析就可以獲得“足夠良好的”效能的方法。

這裡再次強調，記憶體現在非常便宜，因此，如果您能通過將輸出緩衝 30 秒，而不是花上一整天甚至一周的時間嘗試最佳化代碼或資料庫就可以獲得所需的效能，您肯定會選擇緩衝解決方案（假設可以接受 30 秒的舊資料）。緩衝正是那些利用 20% 付出獲得 80% 回報的特性之一，因此，要提高效能，應該首先想到緩衝。

不過，如果設計很糟糕，最終卻有可能帶來不良的後果，因此，您當然也應該盡量正確地設計應用程式。但如果您只是需要立即獲得足夠高的效能，緩衝就是您的最佳選擇，您可以在以後有時間的時候再儘快重新設計應用程式。 頁面級輸出緩衝 作為最簡單的緩衝形式，輸出緩衝只是在記憶體中保留為響應請求而發送的 HTML 的副本。其後再有請求時將提供緩衝的輸出，直到緩衝到期，這樣，效能有可能得到很大的提高（取決於需要多少開銷來建立原始頁面輸出 – 發送緩衝的輸出總是很快，並且比較穩定）。 實現 要實現網頁輸出快取，只要將一條 OutputCache 指令添加到頁面即可。

 

﹤%@ OutputCache Duration=”60″ VaryByParam=”*” %﹥

 

如同其他頁面指令一樣，該指令應該出現在 ASPX 頁面的頂部，即在任何輸出之前。它支援五個屬性（或參數），其中兩個是必需的。　 Duration 必需屬性。頁面應該被緩衝的時間，以秒為單位。必須是正整數。Location 指定應該對輸出進行緩衝的位置。如果要指定該參數，則必須是下列選項之一：Any、Client、Downstream、None、Server 或 ServerAndClient。VaryByParam 必需屬性。Request 中變數的名稱，這些變數名應該產生單獨的緩衝條目。”none” 表示沒有變動。”*” 可用於為每個不同的變數數組建立新的緩衝條目。變數之間用 “; ” 進行分隔。 VaryByHeader 基於指定的標題中的變動改變緩衝條目。

VaryByCustom 允許在 global.asax 中指定自訂變動（例如，”Browser”）。 利用必需的 Duration 和 VaryByParam 選項的組合可以處理大多數情況。例如，如果您的產品目錄允許使用者基於 categoryID 和頁變數查看目錄頁，您可以用參數值為 “categoryID; page” 的 VaryByParam 將產品目錄緩衝一段時間（如果產品不是隨時都在改變，一小時還是可以接受的，因此，期間是 3600 秒）。這將為每個種類的每個目錄頁建立單獨的緩衝條目。每個條目從其第一個請求算起將維持一個小時。VaryByHeader 和 VaryByCustom 主要用於根據訪問頁面的用戶端對頁面的外觀或內容進行自訂。同一個 URL 可能需要同時為瀏覽器和行動電話用戶端轉譯輸出，因此，需要針對不同的用戶端緩衝不同的內容版本。

或者，頁面有可能已經針對 IE 進行了最佳化，但需要能針對 Netscape 或 Opera 完全降低最佳化（而不僅僅是破壞頁面）。後一個例子非常普遍，我們將提供一個說明如何?此目標的樣本：樣本：VaryByCustom 用於支援瀏覽器自訂 為了使每個瀏覽器都具有單獨的緩衝條目，VaryByCustom 的值可以設定為 “browser”。此功能已經內建在緩衝模組中，並且將針對每個瀏覽器名稱和主要版本插入單獨的頁面緩衝版本。

 

﹤%@ OutputCache Duration=”60″ VaryByParam=”None” VaryByCustom=”browser” %﹥

 

片段快取，使用者控制項輸出緩衝 緩衝整個頁面通常並不可行，因為頁面的某些部分是針對使用者定製的。不過，頁面的其他部分是整個應用程式共有的。這些部分最適合使用片段快取和使用者控制項進行緩衝。菜單和其他布局元素，尤其是那些從資料來源動態產生的元素，也應該用這種方法進行緩衝。如果需要，可以將緩衝的控制項配置為基於對其控制項（或其他屬性）的更改或由頁面級輸出緩衝支援的任何其他變動進行改變。使用同一組控制項的幾百個頁面還可以共用那些控制項的緩衝條目，而不是為每個頁面保留單獨的緩衝版本。實現片段快取使用的文法與頁面級輸出緩衝一樣，但其應用於使用者控制項（.ascx 檔案）而不是 Web Form（.aspx 檔案）。除了 Location 屬性，對於 OutputCache 在 Web Form上支援的所有屬性，使用者控制項也同樣支援。使用者控制項還支援名為 VaryByControl 的 OutputCache 屬性，該屬性將根據使用者控制項（通常是頁面上的控制項，例如，DropDownList）的成員的值改變該控制項的緩衝。

如果指定了 VaryByControl，可以省略 VaryByParam。最後，在預設情況下，對每個頁面上的每個使用者控制項都單獨進行緩衝。不過，如果一個使用者控制項不隨應用程式中的頁面改變，並且在所有頁面都使用相同的名稱，則可以應用 Shared=”true” 參數，該參數將使使用者控制項的緩衝版本供所有引用該控制項的頁面使用。 樣本

 

﹤%@ OutputCache Duration=”60″ VaryByParam=”*” %﹥

 

該樣本將ASP.NET緩衝使用者控制項 60 秒，並且將針對查詢字串的每個變動、針對此控制項所在的每個頁面建立單獨的緩衝條目。

 

﹤%@ OutputCache Duration=”60″ VaryByParam=”none” VaryByControl=”CategoryDropDownList” %﹥

 

該樣本將ASP.NET緩衝使用者控制項 60 秒，並且將針對 CategoryDropDownList 控制項的每個不同的值、針對此控制項所在的每個頁面建立單獨的緩衝條目。

 

﹤%@ OutputCache Duration=”60″ VaryByParam=”none” VaryByCustom=”browser” Shared=”true %﹥

 

最後，該樣本將ASP.NET緩衝使用者控制項 60 秒，並且將針對每個瀏覽器名稱和主要版本建立一個緩衝條目。然後，每個瀏覽器的緩衝條目將由引用此使用者控制項的所有頁面共用（只要所有頁面都用相同的 ID 引用該控制項即可）。 頁面級和使用者控制項級輸出緩衝的確是一種可以迅速而簡便地提高網站效能的方法，但是ASP.NET緩衝的真正靈活性和強大功能是通過Cache 對象提供的。使用 Cache 對象，您可以儲存任何可序列化的資料對象，基於一個或多個依賴項的組合來控制緩衝條目到期的方式。這些依賴項可以包括自從項被緩衝後經過的時間、自從項上次被訪問後經過的時間、對檔案和/或檔案夾的更改以及對其他快取項目的更改，在略作處理後還可以包括對資料庫中特定表的更改。

 

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ASP.NET 的輸出緩衝
衡量高效能、可縮放的 web 應用程式最重要的一個指標就是緩衝了。 ASP.NET 提供了高效能的 web 應用程式的緩衝功能 ,ASP.NET 有三種可由 Web 應用程式使用的緩衝：
·  輸出緩衝 ，它緩衝請求所產生的動態響應。
·  片斷緩衝 ，它緩衝請求所產生的響應的各部分。
·  資料緩衝 ，它以編程方式緩衝任意對象。為支援這種緩衝， ASP.NET 提供了全功能的緩衝引擎，使程式員能夠輕鬆地在請求間保留資料。
頁的輸出緩衝是非常有用的。在海量的訪問網站中，有些頁面的訪問頻率佔了非常大的比重，即使對這些頁使用輸出緩衝很少的時間，也會減輕系統不少的負擔，因為後面對這些頁面的請求將不在執行建立該頁的代碼。
但是，這樣顯得不夠靈活，頁的請求可能的確是很多，然而在頁面上我們緩衝了所有的東西，無論是構造成本高還是構造成本低的部分。能否有一種可以快取頁面的部分的資料呢？幸運的是 ASP.NET 提供了針對每個請求來建立或自訂該頁的各部分。比如說我們可以對頁面上構造成本很高的使用者控制項做片斷緩衝。
ASP.NET 緩衝支援檔案和緩衝鍵依賴項，使開發人員可以使快取項目依賴於外部檔案或其他快取項目。此項技術可用於在項的基礎資料來源發生更改時使該項無效。 ASP.NET 可以將這些項儲存在 Web 服務器上或請求流中的其他軟體上，例如Proxy 伺服器或瀏覽器。這可以使您避免重新建立滿足先前請求的資訊，特別是當在伺服器上建立時要求大量處理器時間或其他資源的資訊。
Petshop 的頁緩衝設定
我們可以可通過使用低層級的 OutputCache API 或進階別的 @ OutputCache 指令來實現頁的輸出緩衝。 啟用輸出緩衝後，當發出對頁的第一個 GET 請求時建立一個輸出快取項目。隨後的 GET 或 HEAD 請求由該輸出快取項目服務，直到該緩衝請求到期。 輸出緩衝還支援緩衝的 GET 或 POST 名稱 / 值對的變體。
輸出緩衝遵循頁的到期和有效性策略。如果某頁位於輸出緩衝中，並且有一個到期策略標記指示該頁自緩衝起 60 分鐘後到期，則在 60 分鐘後將該頁從輸出緩衝中移除。如果此後接收到另一個請求，則執行頁代碼，並且可以再次緩衝該頁。
下面的指令在響應時啟用輸出緩衝：
<%@ OutputCache Duration="60" VaryByParam="none"%>
Duration 和 VaryByParam 是必選參數，前者標識到期時間，後者表示 GET 或 POST 名稱 / 值對的字串。如果不使用該屬性，可是設定為 none 。在這裡我們還要說明一個參數 VaryByCustom ，使用這個參數，我們可以自訂輸出緩衝要求的任意文本。除了在 OutputCache 指令裡面申明該屬性之外，我們還得在應用程式的 global.asax 檔案的代碼聲明塊中，重寫 GetVaryByCustomString 方法來為自訂字串指定輸出緩衝的行為。
舉一列來說：
<%@ OutputCache VaryByParam="none" VaryByCustom="CategoryPageKey" Location="server" Duration="43200" %>
這裡的 VaryByCustom 定義的為 CategoryPageKey ，那麼在 global.asax 裡面我們必須定義 CategoryPageKey 這個字元創輸出緩衝的行為，見下面代碼。
public override string GetVaryByCustomString(HttpContext context, String arg) {
              string cacheKey = "";
              switch (arg) {
                   case "CategoryPageKey":
                       if (Request.IsAuthenticated == true ) {
                            cacheKey = "QQQ" + context.Request.QueryString["category_id"] + context.Request.QueryString["requestedPage"];
                       }
                       else {
                            cacheKey = "AAA" + context.Request.QueryString["category_id"] + context.Request.QueryString["requestedPage"];
                       }
                       break ;
                   case "SearchPageKey" :
                       if (Request.IsAuthenticated == true ) {
                            cacheKey = "QQQ" + context.Request.QueryString["search_text"] + context.Request.QueryString["requestedPage"];
                       }
                       else {
                            cacheKey = "AAA" + context.Request.QueryString["search_text"] + context.Request.QueryString["requestedPage"];
                       }
                       break ;
                   case "ProductPageKey" :
                       if (Request.IsAuthenticated == true ) {
                            cacheKey = "QQQ" + context.Request.QueryString["name"] + context.Request.QueryString["product_id"] + context.Request.QueryString["requestedPage"];
                       }
                       else {
                                 cacheKey = "AAA" + context.Request.QueryString["name"] + context.Request.QueryString["product_id"] + context.Request.QueryString["requestedPage"];
                       }
                       break ;
                   case "ProductDetailsPageKey" :
                       if (Request.IsAuthenticated == true ) {
                            cacheKey = "QQQ" + context.Request.QueryString["item_id"] + context.Request.QueryString["requestedPage"];
                       }
                       else {
                            cacheKey = "AAA" + context.Request.QueryString["item_id"] + context.Request.QueryString["requestedPage"];
                       }
                       break ;
                   case "UserID" :
                       if (Request.IsAuthenticated == true ) {
                            cacheKey = "UserID_In";
                       }
                       else {
                            cacheKey = "UserID_Out";
                       }
                       break ;
              }
              return cacheKey;
         }
從上面對 CategoryPageKey 字元創所作的行為來看，當我們的請求頁面中含有對特定的 category_id的某一分頁顯示的資料頁的請求時，將調用緩衝（自然是已經緩衝了該頁）。
下表列出了petshop的web應用程式的輸出緩衝設定。
ASP.NET WebForms  Cache setting  Duration 
ControlHeader  <%@ OutputCache
         Duration="43200"         
         VaryByParam="none"
         VaryByCustom="UserID" %>  12 hours 
Default  <%@ OutputCache
         Duration="43200"
         VaryByParam="none"
         VaryByCustom="UserID" %>  12 hours 
Help  <%@ OutputCache
         Duration="43200" 
         VaryByParam="none"
         VaryByCustom="UserID" %>  12 hours 
Category  <%@ OutputCache
         Duration="43200" 
         VaryByParam="none"
         VaryByCustom="CategoryPageKey " %>  12 hours 
Product  <%@ OutputCache
         Duration="43200" 
         VaryByParam="none"
         VaryByCustom="ProductPageKey " %>  12 hours 
ProductDetails  <%@ OutputCache
         Duration="43200" 
         VaryByParam="none"
         VaryByCustom="ProductDetailsPageKey " %>  12 hours 
Search  <%@ OutputCache
         Duration="43200" 
         VaryByParam="none"
         VaryByCustom="SearchPageKey " %>  12 hours 

顯然 petshop 的 web 頁面上部的 ControlHeader 是隨著使用者登陸的狀態有關的，故其設定了 VaryByCustom 屬性以來標識使用者不同登陸狀態的緩衝版本。而 Category 頁面由於可能被大量的訪問，並且資料量很大，是十分有必要緩衝的，但是由於資料的隨機性很大，存在不同的版本，比如說是不同類別的 Category ，甚至不同的分頁顯示的資料頁，在這裡採用了 VaryByCustom 屬性以緩衝不同版本的頁。
Petshop 片斷緩衝
在前面我們提到 ASP.NET 可以提供頁的局部資料的緩衝，通常是一些構造代價較大的部分，諸如使用者控制項。在 petshop 裡面，大量使用了使用者控制項（尤其是 .NET 樣本程式 Duwamish7.0 使用了更多的使用者控制項，那些頁面簡直就是控制項的拼裝），使用者控制項的緩衝設定方法和 aspx 頁的緩衝設定方法基本相同，在這裡我們不再列出。只有 ControlHeader 控制項使用了緩衝設定。