在PetShop 4.0中ASP.NET緩衝的實現(2)

最後更新：2018-12-07 來源：互聯網

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4.3.4 引入Facade模式

利用Facade模式可以將一些複雜的邏輯進行封裝，以方便調用者對這些複雜邏輯的調用。就好像提供一個統一的門面一般，將內部的子系統封裝起來，統一為一個高層次的介面。一個典型的Facade模式如下所示：

圖4-4 Facade模式

Facade 模式的目的並非要引入一個新的功能，而是在現有功能的基礎上提供一個更高層次的抽象，使得調用者可以直接調用，而不用關心內部的實現方式。以 CacheDependency工廠為例，我們需要為調用者提供獲得AggregateCacheDependency對象的簡便方法，因而建立了 DependencyFacade類：
public static class DependencyFacade
{
    private static readonly string path = ConfigurationManager.AppSettings["CacheDependencyAssembly"];
    public static AggregateCacheDependency GetCategoryDependency()
    {
        if (!string.IsNullOrEmpty(path))
            return DependencyAccess.CreateCategoryDependency().GetDependency();
        else
            return null;
    }
    public static AggregateCacheDependency GetProductDependency()
    {
        if (!string.IsNullOrEmpty(path))
            return DependencyAccess.CreateProductDependency().GetDependency();
        else
            return null;
        }
    public static AggregateCacheDependency GetItemDependency()
    {
        if (!string.IsNullOrEmpty(path))
            return DependencyAccess.CreateItemDependency().GetDependency();
        else
            return null;
    }
}

DependencyFacade類封裝了擷取AggregateCacheDependency類型對象的邏輯，如此一來，調用者可以調用相關方法獲得建立相關依賴項的AggregateCacheDependency類型對象：
AggregateCacheDependency dependency = DependencyFacade.GetCategoryDependency();

比起直接調用DependencyAccess類的GetDependency()方法而言，除了方法更簡單之外，同時它還對CacheDependencyAssembly配置節進行了判斷，如果其值為空白，則返回null對象。

在PetShop.Web的App_Code檔案夾下，靜態類WebUtility的GetCategoryName()和GetProductName()方法調用了DependencyFacade類。例如GetCategoryName()方法：
public static string GetCategoryName(string categoryId)
{
     Category category = new Category();
     if (!enableCaching)
            return category.GetCategory(categoryId).Name;

string cacheKey = string.Format(CATEGORY_NAME_KEY, categoryId);

     // 檢查緩衝中是否存在該資料項目;
     string data = (string)HttpRuntime.Cache[cacheKey];
     if (data == null)
     {
           // 通過web.config的配置擷取duration值;
           int cacheDuration = int.Parse(ConfigurationManager.AppSettings["CategoryCacheDuration"]);
           // 如果緩衝中不存在該資料項目，則通過商務邏輯層訪問資料庫擷取;
           data = category.GetCategory(categoryId).Name;
           // 通過Facade類建立AggregateCacheDependency對象;
           AggregateCacheDependency cd = DependencyFacade.GetCategoryDependency();
           // 將資料項目以及AggregateCacheDependency Object Storage Service到緩衝中;
           HttpRuntime.Cache.Add(cacheKey, data, cd, DateTime.Now.AddHours(cacheDuration), Cache.NoSlidingExpiration, CacheItemPriority.High, null);
      }
      return data;
}

GetCategoryName ()方法首先會檢查緩衝中是否已經存在CategoryName資料項目，如果已經存在，就通過緩衝直接擷取資料；否則將通過商務邏輯層調用資料訪問層訪問資料庫獲得CategoryName，在獲得了CategoryName後，會將新擷取的資料連同DependencyFacade類建立的 AggregateCacheDependency對象添加到緩衝中。

WebUtility靜態類被展示層的許多頁面所調用，例如Product頁面：
public partial class Products : System.Web.UI.Page
{
    protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
    {
        Page.Title = WebUtility.GetCategoryName(Request.QueryString["categoryId"]);
    }
}

顯示頁面title的邏輯是放在Page_Load事件方法中，因而每次開啟該頁面都要執行擷取CategoryName的方法。如果沒有採用緩衝機制，當Category資料較多時，頁面的顯示就會非常緩慢。

4.3.5 引入Proxy模式

商務邏輯層BLL中與Product、Category、Item有關的業務方法，其實現邏輯是調用資料訪問層（DAL）對象訪問資料庫，以擷取相關資料。為了改善系統效能，我們就需要為這些實現方法增加緩衝機制的邏輯。當我們操作增加了緩衝機制的業務對象時，對於調用者而言，應與BLL業務對象的調用保持一致。也即是說，我們需要引入一個新的對象去控制原來的BLL業務對象，這個新的對象就是Proxy模式中的代理對象。

以PetShop.BLL.Product業務對象為例，PetShop為其建立了代理對象ProductDataProxy，並在GetProductByCategory()等方法中，引入了緩衝機制，例如：
public static class ProductDataProxy
{

    private static readonly int productTimeout = int.Parse(ConfigurationManager.AppSettings["ProductCacheDuration"]);
    private static readonly bool enableCaching = bool.Parse(ConfigurationManager.AppSettings["EnableCaching"]);

    public static IList
GetProductsByCategory(string category)
    {
        Product product = new Product();

if (!enableCaching)
return product.GetProductsByCategory(category);

string key = "product_by_category_" + category;
IList data = (IList )HttpRuntime.Cache[key];

        // Check if the data exists in the data cache
        if (data == null)
        {
            data = product.GetProductsByCategory(category);

// Create a AggregateCacheDependency object from the factory
AggregateCacheDependency cd = DependencyFacade.GetProductDependency();

            // Store the output in the data cache, and Add the necessary AggregateCacheDependency object
            HttpRuntime.Cache.Add(key, data, cd, DateTime.Now.AddHours(productTimeout), Cache.NoSlidingExpiration, CacheItemPriority.High, null);
        }
        return data;
    }
}

與商務邏輯層Product對象的GetProductsByCategory()方法相比，增加了緩衝機制。當緩衝內不存在相關資料項目時，則直接調用商務邏輯層Product的GetProductsByCategory()方法來擷取資料，並將其與對應的 AggregateCacheDependency對象一起儲存在緩衝中。

引入Proxy模式，實現了在緩衝層級上對業務對象的封裝，增強了對業務對象的控制。由於暴露在對象外的方法是一致的，因而對於調用方而言，調用代理對象與真實對象並沒有實質的區別。

從職責分離與分層設計的角度分析，我更希望這些Proxy對象是被定義在商務邏輯層中，而不像在PetShop的設計那樣，被劃分到展示層UI中。此外，如果需要考慮程式的可擴充性與可替換性，我們還可以為真實對象與代理對象建立統一的介面或抽象類別。然而，單以PetShop的展示層調用來看，採用靜態類與靜態方法的方式，或許更為合理。我們需要謹記，“過度設計”是軟體設計的警戒線。

如果需要對UI層採用緩衝機制，將應用程式資料存放到緩衝中，就可以調用這些代理對象。以ProductsControl使用者控制項為例，調用方式如下：
productsList.DataSource = ProductDataProxy.GetProductsByCategory(categoryKey);

productsList對象屬於自訂的CustomList類型，這是一個派生自System.Web.UI.WebControls.DataList控制項的類，它的DataSource屬性可以接受IList集合對象。
不過在PetShop 4.0的設計中，對於類似於ProductsControl類型的控制項而言，採用的緩衝機制是頁輸出緩衝。我們可以從ProductsControl.ascx頁面的Source代碼中發現端倪：
<%@ OutputCache Duration="100000" VaryByParam="page;categoryId" %>

與ASP.NET 1.x的頁輸出緩衝不同的是，在ASP.NET 2.0中，為ASP.NET使用者控制項新引入了CachePolicy屬性，該屬性的類型為ControlCachePolicy類，它以編程方式實現了對 ASP.NET使用者控制項的輸出緩衝設定。我們可以通過設定ControlCachePolicy類的Dependency屬性，來設定與該使用者控制項相關的依賴項，例如在ProductsControl使用者控制項中，進行如下的設定：
protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
{
this.CachePolicy.Dependency = DependencyFacade.GetProductDependency();
}

採用頁輸出緩衝，並且利用ControlCachePolicy設定輸出緩衝，能夠將業務資料與整個頁面放入到緩衝中。這種方式比起應用程式緩衝而言，在效能上有很大的提高。同時，它又通過引入的SqlCacheDependency特性有效地避免了“資料到期”的缺點，因而在PetShop 4.0中被廣泛採用。相反，之前為Product、Category、Item業務對象建立的代理對象則被“投閑散置”，僅僅作為一種設計方法的展示而 “倖存”與整個系統的原始碼中。

<img onload="if(this.width>515)this.width=515" src="file:///C:/DOCUME%7E1/zhangl/LOCALS%7E1/Temp/moz-screenshot.jpg" alt="">PetShop作為一個B2C的寵物網上商店，需要充分考慮訪客的使用者體驗，如果因為資料量大而導致Web伺服器的響應不及時，頁面和查詢資料遲遲得不到結果，會因此而破壞客戶訪問網站的心情，在耗盡耐心的等待後，可能會失去這一部分客戶。無疑，這是非常糟糕的結果。因而在對其進行體系架構設計時，整個系統的效能就顯得殊為重要。然而，我們不能因噎廢食，因為專註於效能而忽略資料的正確性。在PetShop 3.0版本以及之前的版本，因為ASP.NET緩衝的局限性，這一問題並沒有得到很好的解決。PetShop 4.0則引入了SqlCacheDependency特性，使得系統對緩衝的處理較之以前大為改觀。

4.3.1 CacheDependency介面

PetShop 4.0引入了SqlCacheDependency特性，對Category、Product和Item資料表對應的緩衝實施了SQL Cache Invalidation技術。當對應的資料表資料發生更改後，該技術能夠將相關項目從緩衝中移除。實現這一技術的核心是 SqlCacheDependency類，它繼承了CacheDependency類。然而為了保證整個架構的可擴充性，我們也允許設計者建立自訂的 CacheDependency類，用以擴充緩衝依賴。這就有必要為CacheDependency建立抽象介面，並在web.config檔案中進行配置。

在PetShop 4.0的命名空間PetShop.ICacheDependency中，定義了名為IPetShopCacheDependency介面，它僅包含了一個介面方法：
public interface IPetShopCacheDependency
{
AggregateCacheDependency GetDependency();
}

AggregateCacheDependency是.Net Framework 2.0新增的一個類，它負責監視依賴項對象的集合。當這個集合中的任意一個依賴項對象發生改變時，該依賴項對象對應的緩衝對象都將被自動移除。
AggregateCacheDependency 類起到了組合CacheDependency對象的作用，它可以將多個CacheDependency對象甚至於不同類型的 CacheDependency對象與快取項目建立關聯。由於PetShop需要為Category、Product和Item資料表建立依賴項，因而 IPetShopCacheDependency的介面方法GetDependency()其目的就是返回建立了這些依賴項的 AggregateCacheDependency對象。

4.3.2 CacheDependency實現

CacheDependency的實現正是為Category、Product和Item資料表建立了對應的SqlCacheDependency類型的依賴項，如代碼所示：
public abstract class TableDependency : IPetShopCacheDependency
{
// This is the separator that's used in web.config
protected char[] configurationSeparator = new char[] { ',' };

    protected AggregateCacheDependency dependency = new AggregateCacheDependency();
    protected TableDependency(string configKey)
    {
        string dbName = ConfigurationManager.AppSettings["CacheDatabaseName"];
        string tableConfig = ConfigurationManager.AppSettings[configKey];
        string[] tables = tableConfig.Split(configurationSeparator);

        foreach (string tableName in tables)
            dependency.Add(new SqlCacheDependency(dbName, tableName));
    }
    public AggregateCacheDependency GetDependency()
   {
        return dependency;
    }
}

需要建立依賴項的資料庫與資料表都配置在web.config檔案中，其設定如下：

根據各個資料表間的依賴關係，因而不同的資料表需要建立的依賴項也是不相同的，從設定檔中的value值可以看出。然而不管建立依賴項的多寡，其建立的行為邏輯都是相似的，因而在設計時，抽象了一個共同的類TableDependency，並通過建立帶參數的建構函式，完成對依賴項的建立。由於介面方法 GetDependency()的實現中，返回的對象dependency是在受保護的建構函式建立的，因此這裡的實現方式也可以看作是Template Method模式的靈活運用。例如TableDependency的子類Product，就是利用父類的建構函式建立了Product、Category 資料表的SqlCacheDependency依賴：
public class Product : TableDependency
{
public Product() : base("ProductTableDependency") { }
}

如果需要自訂CacheDependency，那麼建立依賴項的方式又有不同。然而不管是建立SqlCacheDependency對象，還是自訂的 CacheDependency對象，都是將這些依賴項添加到AggregateCacheDependency類中，因而我們也可以為自訂 CacheDependency建立專門的類，只要實現IPetShopCacheDependency介面即可。

4.3.3 CacheDependency工廠

繼承了抽象類別TableDependency的Product、Category和Item類均需要在調用時建立各自的對象。由於它們的父類 TableDependency實現了介面IPetShopCacheDependency，因而它們也間接實現了 IPetShopCacheDependency介面，這為實現原廠模式提供了前提。

在PetShop 4.0中，依然利用了設定檔和反射技術來實現原廠模式。命名空間PetShop.CacheDependencyFactory中，類DependencyAccess即為建立IPetShopCacheDependency對象的工廠類：
public static class DependencyAccess
{
    public static IPetShopCacheDependency CreateCategoryDependency()
    {
        return LoadInstance("Category");
    }
    public static IPetShopCacheDependency CreateProductDependency()
    {
        return LoadInstance("Product");
    }
    public static IPetShopCacheDependency CreateItemDependency()
    {
        return LoadInstance("Item");
    }
    private static IPetShopCacheDependency LoadInstance(string className)
    {
        string path = ConfigurationManager.AppSettings["CacheDependencyAssembly"];
        string fullyQualifiedClass = path + "." + className;
        return (IPetShopCacheDependency)Assembly.Load(path).CreateInstance(fullyQualifiedClass);
    }
}
整個原廠模式的實現4-3所示：

C:\Documents and Settings\zhangl\案頭\20061102063110194.gif
圖4-3 CacheDependency工廠

雖然DependencyAccess類建立了實現了IPetShopCacheDependency介面的類Category、Product、 Item，然而我們之所以引入IPetShopCacheDependency介面，其目的就在於獲得建立了依賴項的 AggregateCacheDependency類型的對象。我們可以調用對象的介面方法GetDependency()，如下所示：
AggregateCacheDependency dependency = DependencyAccess.CreateCategoryDependency().GetDependency();

為了方便調用者，似乎我們可以對DependencyAccess類進行改進，將原有的CreateCategoryDependency()方法，修改為建立AggregateCacheDependency類型對象的方法。

然而這樣的做法擾亂了作為工廠類的DependencyAccess的本身職責，且建立IPetShopCacheDependency介面對象的行為仍然有可能被調用者調用，所以保留原有的DependencyAccess類仍然是有必要的。

在PetShop 4.0的設計中，是通過引入Facade模式以方便調用者更加簡單地獲得AggregateCacheDependency類型對象。

4.3.4 引入Facade模式

圖4-4 Facade模式

string cacheKey = string.Format(CATEGORY_NAME_KEY, categoryId);

4.3.5 引入Proxy模式

if (!enableCaching)
return product.GetProductsByCategory(category);

string key = "product_by_category_" + category;
IList data = (IList )HttpRuntime.Cache[key];

        // Check if the data exists in the data cache
        if (data == null)
        {
            data = product.GetProductsByCategory(category);

// Create a AggregateCacheDependency object from the factory
AggregateCacheDependency cd = DependencyFacade.GetProductDependency();

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