基礎(chǔ)

Redis 庫(kù)

C# 下 Redis-Client 開(kāi)源的庫(kù)很多，有 BeetleX.Redis、csredis、Nhiredis、redis-sharp、redisboost、Rediska、ServiceStack.Redis、Sider、StackExchange.Redis、TeamDev Redis Client。

這里我們使用 StackExchange.Redis，另外 csredis 現(xiàn)在葉老板(Freesql作者)貢獻(xiàn)了大量維護(hù)，并且葉老板新開(kāi)了一個(gè)叫 FreeRedis 的框架，目前正在開(kāi)發(fā)中，有興趣可以參與開(kāi)發(fā)或提出建議。

連接 Redis

創(chuàng)建一個(gè) .NET Core 項(xiàng)目，Nuget 庫(kù)添加引用 StackExchange.Redis ，使用最新版本。

Redis 默認(rèn)端口為 6379，如果要連接本地 Redis 服務(wù)：

ConnectionMultiplexer redis = ConnectionMultiplexer.Connect("localhost");
ConnectionMultiplexer redis = ConnectionMultiplexer.Connect("localhost:6379");
// ”{ip}:{port}“

如果使用 redis 集群，則使用 , 分隔地址：

ConnectionMultiplexer redis = ConnectionMultiplexer.Connect("server1:port1,server2:port2,server3:port3");

可能要注意區(qū)分集群模式，多 redis 實(shí)例的地址，適合主從模式的集群或者 redis culster 集群，哨兵模式筆者還沒(méi)有測(cè)試過(guò)。

能用 redis 干啥

redis 具有很多應(yīng)用場(chǎng)景，一般使用到的場(chǎng)景有：

• 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)(當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)使用)
• 利用 pub/sub 做消息隊(duì)列

接下來(lái)將介紹這兩種場(chǎng)景的使用方法。

Redis 數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)

訪問(wèn) redis 數(shù)據(jù)庫(kù)：

IDatabase db = redis.GetDatabase();

Redis 默認(rèn)有 16 個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以 GetDatabase(int db ) 獲取指定的數(shù)據(jù)庫(kù)。

使用了 redis cluster 集群的 redis 節(jié)點(diǎn)，只有一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，不能自由選擇。這里我們只需要使用 redis.GetDatabase() 即可 。

Redis 使用比較簡(jiǎn)單的，大多時(shí)候，只要有相應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)景，我們查詢文檔很快就可以掌握，所以這里只介紹字符串的使用。

字符串

redis 的字符串參考：字符串string

IDatabase 中包含 string 類型的數(shù)據(jù)操作，其 API 使用 String 開(kāi)頭，辨識(shí)度高。

設(shè)置一個(gè)字符串?dāng)?shù)據(jù)：

            db.StringSet("A", "這是一條字符串?dāng)?shù)據(jù)的值");
            var value = db.StringGet("A");

如果字符串使用 byte[] (二進(jìn)制)存儲(chǔ)，也可以設(shè)置值：

            byte[] str=... ...
            db.StringSet("A", str;

Redis 里面，還有其它很多類型，這里我們只介紹字符串，因?yàn)?API 其實(shí)就那么些，用到的時(shí)候再學(xué)也可以的。先學(xué)字符串的使用，其它就是觸類旁通了。

訂閱發(fā)布

訂閱某個(gè) Topic，當(dāng)其改變狀態(tài)時(shí)，訂閱者可以收到通知，做分布式消息隊(duì)列也行。類似 MQTT 協(xié)議這樣。

獲取訂閱器：

ISubscriber sub = redis.GetSubscriber();

選擇訂閱的 Topic，并設(shè)置回調(diào)函數(shù)：

sub.Subscribe("Message", (channel, message) => {
    Console.WriteLine((string)message);
});

當(dāng)某一方訂閱了 Message ，在另一個(gè)地方，有別的客戶端(也可以是自己)推送 Topic ：

sub.Publish("Message","你有一條新的消息，請(qǐng)注意查收");

Topic 推送后，訂閱方可以收到推送的消息。

測(cè)試代碼

            ISubscriber sub = redis.GetSubscriber();

            sub.Subscribe("Message", (channel, message) => {
                Console.WriteLine((string)message);
            });

            Thread.Sleep(1000);

            sub.Publish("Message","你有一條新的消息，請(qǐng)注意查收");

channel ：Topic 的名稱，即上面的 Message。

message：推送的消息內(nèi)容。

RedisValue

使用 API 設(shè)置值的時(shí)候，都會(huì)有這個(gè)參數(shù)。因?yàn)?Redis 中的值只能是 “字符串”，因此 C# 中也要遵守這種規(guī)則，但是 C# 是強(qiáng)類型語(yǔ)言，而且有那么多值類型，只使用 string ，編寫(xiě)代碼時(shí)會(huì)有諸多不便。

因此，就創(chuàng)建了 RedisValue 這個(gè)類型，里面有大量的隱式轉(zhuǎn)換重載，所以我們可以使用 C# 的簡(jiǎn)單類型存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以及獲取數(shù)據(jù)，避免手工轉(zhuǎn)換。

當(dāng)然這個(gè)說(shuō)法不是很準(zhǔn)確，使用 RedisValue 主要考慮轉(zhuǎn)換方便。

入門的知識(shí)就介紹到這里，更多的 Redis 知識(shí)可以查看官方文檔。下面開(kāi)始介紹 AS.NET Core 使用分布式緩存。

ASP.NET Core 緩存與分布式緩存

ASP.NET Core 里面有很多定義的標(biāo)準(zhǔn)接口，例如日志、緩存等，這些接口為開(kāi)發(fā)者設(shè)置了統(tǒng)一的定義和功能，上層服務(wù)不需要變更代碼就能切換類庫(kù)，底層使用哪種庫(kù)對(duì)上層沒(méi)有影響。

ASP.NET Core 中的緩存，可以使用多種方式完成，例如 Redis，內(nèi)存，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，文件緩存等。而且根據(jù)拓展性，可以分為本機(jī)緩存，分布式緩存。

本機(jī)緩存常見(jiàn)的是內(nèi)存緩存，內(nèi)存緩存可以存儲(chǔ)任何對(duì)象。 分布式緩存最常見(jiàn)的是 Redis，分布式緩存接口僅限 byte[](指參數(shù)，繼續(xù)看到后面的小節(jié)就明白了) 。 內(nèi)存緩存和分布式緩存都使用鍵值對(duì)來(lái)存儲(chǔ)緩存項(xiàng)。

內(nèi)存中的緩存

ASP.NET Core 的內(nèi)存緩存

ASP.NET Core 內(nèi)存緩存是指一般是單機(jī)(本機(jī))使用的，一般這種內(nèi)存緩存框架是 System.Runtime 或 Microsoft 包提供的，因?yàn)椴恍枰紤]分布式或者復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，所以一般不需要第三方庫(kù)。這里的內(nèi)存緩存并不只是指數(shù)據(jù)在內(nèi)存中，所以需要區(qū)分 Redis 這類專業(yè)的緩存框架。且這里緩存只是作為提高性能而用。

這種緩存主要有兩種功能比較豐富的實(shí)現(xiàn) System.Runtime.Caching 和MemoryCache。

在內(nèi)存中緩存、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)

在 ASP.NET Core 的內(nèi)存緩存之外，我們來(lái)討論一下，編寫(xiě)代碼時(shí)，自己設(shè)置的內(nèi)存緩存是否合理。

我們都知道，使用內(nèi)存緩存是為了提高代碼性能而用的。

這里筆者個(gè)人認(rèn)為可以從兩個(gè)層次來(lái)對(duì)這種緩存歸類討論。

第一種，對(duì)于要多次使用、而每次使用都需要計(jì)算、源數(shù)據(jù)相同則結(jié)果相同的，可以使用內(nèi)存緩存。例如反射就比較消耗時(shí)間(速度慢)，可以使用內(nèi)存緩存起來(lái)，下次直接取得信息而不需要重新計(jì)算。

下面筆者說(shuō)一下理由。

內(nèi)存緩存用在反射緩存這類緩存上，緩存的數(shù)據(jù)源是可確定的、可計(jì)算總量的，而且這部分內(nèi)存不需要頻繁增加或者減少，不僅提高了性能，對(duì) GC 來(lái)說(shuō)也可以一定程度上減少回收壓力，更重要的是開(kāi)發(fā)者可以降低緩存的復(fù)雜程度。

這種緩存主要為了避免重復(fù)計(jì)算，或者重復(fù)導(dǎo)入(例如加載程序集、從文件加載數(shù)據(jù))等。如果數(shù)據(jù)最近出現(xiàn)過(guò)，而且后面一段時(shí)間不會(huì)變化，使用內(nèi)存來(lái)緩存也很實(shí)在，例如 MVC 的視圖、每15分鐘刷新一次的排行榜等。

第二種是使用內(nèi)存存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，很多人單純是因?yàn)閮?nèi)存存儲(chǔ)數(shù)據(jù)特別快，把內(nèi)存當(dāng)作數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)玩，因此很容易導(dǎo)致內(nèi)存泄露。最常見(jiàn)的就是使用靜態(tài)字典、靜態(tài)列表等，然后編寫(xiě)方法增刪查改數(shù)據(jù)，這一類在壓力測(cè)試下或者請(qǐng)求量大一些、變動(dòng)比較頻繁的時(shí)候，內(nèi)存堆積特別厲害。

需要頻繁變化或需要實(shí)時(shí)變化的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在內(nèi)存中確實(shí)速度非?？?，如何確定數(shù)據(jù)失效、去除無(wú)用數(shù)據(jù)等需要有很深的考慮。

另外，在內(nèi)存中如使用字典大量存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量很多的情況下，每次索引數(shù)據(jù)的時(shí)間都會(huì)變長(zhǎng)，如果使用了 Linq 或者 for 或者 foreach 等檢索數(shù)據(jù)，也很容易出現(xiàn)耗時(shí)長(zhǎng)的時(shí)間復(fù)雜度。這種情況下，你是相信自己的代碼，還是相信 Mysql、SqlServer 等數(shù)據(jù)庫(kù)？ Hash 算法和紅黑樹(shù)都了解了嘛？

如果實(shí)在有需求需要使用內(nèi)存緩存數(shù)據(jù)，并且可能動(dòng)態(tài)增加或移除數(shù)據(jù)的話，可以使用 WeakReference 弱引用，即在引用對(duì)象的同時(shí)仍然允許 GC 回收該對(duì)象。缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)可能丟失，不適合需要持久化的數(shù)據(jù)。

但無(wú)論情況，我們可以確定：

• 緩存都是副本
• 緩存丟失不影響程序的使用

• 緩存不能無(wú)限增長(zhǎng)
• 緩存避免復(fù)雜結(jié)構(gòu)
• ... ...

IMemoryCache

IMemoryCache 提供的接口太少了：

        ICacheEntry CreateEntry(object key);
        void Remove(object key);
        bool TryGetValue(object key, out object value);

適合單一的鍵值緩存。

此接口在 Microsoft.Extensions.Caching.Memory 中有實(shí)現(xiàn)，例如 MemoryCache 。適合 ASP.NET Core 中使用。

MemoryCache

這里的 MemoryCache 并不是指 IMemoryCache 的實(shí)現(xiàn)，而是指 System.Runtime.Caching.MemoryCache，需要安裝 Nuget 包。

可以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)例對(duì)象的緩存，請(qǐng)查看查看官方文檔：https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.runtime.caching.memorycache?view=dotnet-plat-ext-3.1

另外內(nèi)存緩存還有一個(gè)分布式內(nèi)存緩存，但不是真正的分布式，信息可以參考：https://docs.microsoft.com/zh-cn/aspnet/core/performance/caching/distributed?view=aspnetcore-3.1#distributed-memory-cache

分布式緩存

ASP.NET Core 分布式緩存，則使用了 IDistributedCache 這個(gè)統(tǒng)一的接口。如果你在 Nuget 搜索 IDistributedCache ，會(huì)發(fā)現(xiàn)相關(guān)的庫(kù)非常多。

分布式緩存的使用，除了最常見(jiàn)的 Redis，SQLServer 也行，只要實(shí)現(xiàn)了 IDistributedCache 就ok。

IDistributedCache

IDistributedCache 接口提供的方法實(shí)在太少了，有四個(gè)異步方法四個(gè)同步方法，這里只介紹異步方法。

局限還是很大的，只能使用字符串。估計(jì)大家可能沒(méi)怎么使用？

ASP.NET Core 官方支持的分布式緩存，目前主要有 NCache、Redis、SqlServer。本節(jié)只討論 Redis。

Redis 緩存

StackExchange.Redis 是 ASP.NET Core 官方推薦的 Redis 框架，并且官方對(duì)其做了封裝，可以到 Nuget 搜索 Microsoft.Extensions.Caching.StackExchangeRedis 。

RedisCache 繼承了 IDistributedCache 接口。

Startup.ConfigureServices 中配置服務(wù)注冊(cè)：

            services.AddStackExchangeRedisCache(options =>
            {
                options.Configuration = "ip:端口,ip1:端口,ip2:端口";	// redis 集群或單機(jī)
                options.InstanceName = "mvc";						// 實(shí)例 名稱
            });

依賴注入：

        private readonly IDistributedCache _cache;

示例：

        public async Task<string> Test(string key,string value)
        {
            await _cache.SetStringAsync(key, value);
            return await _cache.GetStringAsync(key);
        }

設(shè)置緩存時(shí)間：

            var options = new DistributedCacheEntryOptions()
            .SetSlidingExpiration(TimeSpan.FromSeconds(20));
            await _cache.SetStringAsync(key, value, options);

到此這篇關(guān)于Redis數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)與ASP.NET Core緩存實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了。希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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