สร้างแคชแบบไฮบริดใน .NET 9 โดยใช้ Redis สำหรับ Unified In-Memory และ Distributed Caching

แคชไฮบริด

แคชแบบไฮบริดคือไลบรารีแบบรวมสำหรับการแคชข้อมูลในหน่วยความจำและแหล่งข้อมูลภายนอก ซึ่งสามารถเรียกอีกอย่างว่าการแคชแบบหลายชั้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง การแคชหลายระดับนี้มาแทนที่ IDistributedCache และ IMemoryCache นอกจากนี้ยังมีจุดมุ่งหมายเพื่อลดความซับซ้อนของการใช้แคชใน .NET วิธีการเก่าสำหรับ Distributed Caching จำเป็นต้องเขียนโค้ดเพิ่มเติมเพื่อให้แน่ใจว่าสิ่งต่างๆ ได้รับการแคชและดึงข้อมูลอย่างถูกต้อง แพ็คเกจนี้เป็นส่วนเสริมที่น่าทึ่งในการลดความซับซ้อนของการแคชใน .NET เพื่อสร้างโซลูชันการแคชที่มีประสิทธิภาพ เราใช้ Microsoft เพื่อใช้งานแพ็คเกจ nuget แคชแบบไฮบริด Extensions.Caching. ในบทความนี้ เราจะกล่าวถึงคุณลักษณะทั้งหมดของแพ็คเกจแคชแบบไฮบริด

คุณสมบัติของแพ็คเกจ

• โค้ดที่ขยายได้: รหัสที่เขียนสำหรับแคชในหน่วยความจำสามารถใช้ได้ตามที่เป็นอยู่โดยไม่ต้องแก้ไขเพื่อรวมกับเซิร์ฟเวอร์แคชภายนอก เช่น Redis, SQL Server ฯลฯ
• การจัดการภาวะพร้อมกัน: หากต้องการใช้แคชแบบไฮบริด เราต้องใช้คลาสแคชแบบไฮบริดเป็นบริการอ้างอิง คลาสนี้ช่วยให้แน่ใจว่ามีการใช้อินสแตนซ์เท่านั้นเพื่อรับข้อมูลสำหรับคีย์ใดๆ และไม่มีการร้องขอพร้อมกันสำหรับรายการเดียวกัน คำขอที่เกิดขึ้นพร้อมกันทั้งหมดรอให้คำขอนี้เสร็จสิ้น
• การแคชหลายแหล่งที่มา/การแคชแหล่งที่มาหลัก-รอง: หากแอปพลิเคชันได้กำหนดค่าแหล่งข้อมูลหลายแห่งสำหรับการแคช ข้อมูลจะถูกจัดเก็บไว้ในทุกตำแหน่ง

หากต้องการรับข้อมูล จะต้องตรวจสอบในแหล่งที่มาหลักก่อน หากไม่มีข้อมูลดังกล่าว คำขอจะถูกส่งต่อไปยังแหล่งที่มารอง ดังที่แสดงในแผนภาพด้านล่าง สถานการณ์ที่ 1 เป็นสีน้ำเงิน และสถานการณ์ที่ 2 เป็นสีแดง

การตั้งค่าโค้ด

ในการเริ่มต้น ก่อนอื่นเราจะติดตั้งแพ็คเกจ Microsoft.Extensions.Caching.Hybrid

ใน Program.cs เราจะเขียนโค้ดด้านล่างเพื่อเพิ่มแคชไฮบริด

builder.Services.AddHybridCache();

ในการกำหนดค่าแคชไฮบริด เราจะเขียนโค้ดด้านล่างภายใน AddHybridCache เป็นการดำเนินการตั้งค่า ด้านล่างนี้คือตัวอย่าง

 builder.Services.AddHybridCache(options =>
 {
 options.ReportTagMetrics = true;
 options.DefaultEntryOptions = new Microsoft.Extensions.Caching.Hybrid.HybridCacheEntryOptions
 {
 Expiration = TimeSpan.FromSeconds(30),
 LocalCacheExpiration = TimeSpan.FromSeconds(30),
 
 };
 });

ใช้งานแคชในหน่วยความจำ

การกำหนดค่าบริการอ้างอิงข้างต้นเพียงพอสำหรับเราในการแคชในหน่วยความจำ ด้านล่างนี้คือโค้ดตัวอย่างในตัวควบคุม API เพื่อตั้งค่าและรับคีย์และค่าในหน่วยความจำแอปพลิเคชัน

using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using Microsoft.Extensions.Caching.Hybrid;
namespace HybridCacheDemoApplication.Controllers
{
 [ApiController]
 [Route("[controller]")]
 public class CacheController : ControllerBase
 {
 private readonly HybridCache _cache;
 const string cacheKey = "ping";
 public CacheController(HybridCache cache)
 {
 _cache = cache;
 }
 [HttpGet(Name = "GetPingKey")]
 public async Task<IActionResult> Get()
 {
 var keydata = await _cache.GetOrCreateAsync<string>(
 cacheKey, // Unique key to the cache entry
 async cancel => await Task.FromResult("pong from get")
 );
 return Ok(new {message = $"{cacheKey} data: {keydata}"});
 }
 [HttpGet("set",Name = "SetPingKey")]
 public async Task<IActionResult> Set()
 {
 await _cache.SetAsync<string>(cacheKey, "ping");
 return Ok(new { message = $"{cacheKey} is set" });
 }
 }
}

เพื่อทำความเข้าใจวิธีการทำงานของโค้ดนี้ โปรดดูตารางด้านล่างตามลำดับ

ตารางสาธิตการดำเนินการแคช
 

{
 "message": "ping data: pong from get"
}

{
 "message": "ping is set"
}

{
 "message": "ping data: ping"
}

ลบคีย์แคช:หากต้องการลบคีย์แคช เราใช้วิธีการด้านล่าง

[HttpGet("del",Name="DeletePingKey")]
public async Task<IActionResult> RemoveKey()
{
 await _cache.RemoveAsync(cacheKey); //Removes data
 return Ok(new {message=$"{cacheKey} removed"});
}

แคชแบบกระจายโดยใช้เซิร์ฟเวอร์ Redis

หากต้องการใช้แคชแบบกระจาย เราจำเป็นต้องดำเนินการกำหนดค่าบริการการพึ่งพาเพิ่มเติม สำหรับตัวอย่างนี้ เราจะใช้แคช Redis เป็นแหล่งแคชภายนอก

ตอนนี้ เราจะกำหนดค่าแพ็คเกจ Redis โดยใช้ Microsoft.Extensions.Caching.StackExchangeRedis

เมื่อติดตั้งแล้ว เราจะต้องเพิ่มโค้ดด้านล่างเพื่อเพิ่ม Redis สตริงการเชื่อมต่อของเราจะอยู่ในรูปแบบ {HOST_NAME}:{PORT_NUMBER},password={PASSWORD}

 builder.Services.AddStackExchangeRedisCache(options =>
 {
 options.Configuration =
 builder.Configuration.GetConnectionString("RedisConnectionString");
 });

ตอนนี้ เราจะเรียกใช้ http://localhost:5154/cache/set และข้อมูลจะถูกตั้งค่าในแคช Redis ได้อย่างราบรื่น ด้านล่างนี้คือลักษณะที่ปรากฏใน Redis

สังเกตว่าโค้ดของเราทำงานได้อย่างราบรื่นเพียงเพิ่มการพึ่งพาสำหรับเซิร์ฟเวอร์แคชแบบกระจาย เช่น Redis ในสถานการณ์ของเรา

การทำให้เป็นอนุกรม

หากต้องการส่งข้อมูลไปยังเซิร์ฟเวอร์แคชภายนอก แพ็คเกจนี้ใช้ไบต์[] สตริง และ System.Text.Json ซึ่งสามารถปรับแต่งเพิ่มเติมได้โดยใช้เมธอด .AddSerializer() หรือ AddSerializerFactory() เพิ่มเติมด้วยบริการพึ่งพา AddHybridCache เมื่อเราใช้ซีเรียลไลเซอร์ที่ได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพมากขึ้น พวกมันจะปรับปรุงประสิทธิภาพของแอปพลิเคชัน

การปรับแต่งเพิ่มเติม

เราสามารถปรับแต่งพฤติกรรมของบริการแคชเพิ่มเติมได้โดยตั้งค่าสถานะเมื่อกำหนดค่าการขึ้นต่อกัน ด้านล่างนี้คือตัวอย่างแฟล็กหนึ่งรายการที่จะปิดใช้งานการบีบอัดแคช

หมายเหตุ  นี่ไม่ใช่แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด แต่อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสถานการณ์เมื่อไม่จำเป็นต้องใช้หรือใช้การบีบอัด

 builder.Services.AddHybridCache(options =>
 {
 options.ReportTagMetrics = true;
 options.DefaultEntryOptions = new Microsoft.Extensions.Caching.Hybrid.HybridCacheEntryOptions
 {
 Flags = Microsoft.Extensions.Caching.Hybrid.HybridCacheEntryFlags.DisableCompression
 };
 });

คุณลักษณะทดลอง:แท็ก - การทำงานกับคีย์ที่เกี่ยวข้องกัน

ในบางครั้ง เราอาจต้องรับมือกับคีย์ต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกัน ตัวอย่าง: ในแอปพลิเคชันอีคอมเมิร์ซ เราได้แคชฟิลด์จำนวนมากที่สอดคล้องกับรายการในรถเข็นให้กับผู้ใช้ สำหรับสิ่งนี้ เราสามารถสร้างแท็กได้

ด้านล่างนี้คือโค้ด สำหรับการทำงานกับคีย์ที่เกี่ยวข้องกันซึ่งเราได้สร้างแท็กชื่อ "testdata" เราสามารถเพิ่มแท็กได้มากกว่าหนึ่งแท็ก ขึ้นอยู่กับประเภทของการจัดกลุ่มที่ใช้ได้กับสถานการณ์ที่แตกต่างกัน รหัสนี้อธิบายได้ในตัว แต่ในกรณีที่เกิดความสับสน โปรดระบุรหัสดังกล่าวในความคิดเห็น

using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using Microsoft.Extensions.Caching.Hybrid;
namespace HybridCacheDemoApplication.Controllers
{
 [ApiController]
 [Route("[controller]")]
 public class CacheController : ControllerBase
 {
 private readonly HybridCache _cache;
 const string cacheKey = "ping";
 public CacheController(HybridCache cache)
 {
 _cache = cache;
 }
 [HttpGet(Name = "GetPingKey")]
 public async Task<IActionResult> Get()
 {
 var keydata = await _cache.GetOrCreateAsync<string>(
 cacheKey, // Unique key to the cache entry
 async cancel => await Task.FromResult("pong from get"), 
 tags: ["testdata"]
 );
 return Ok(new {message = $"{cacheKey} data: {keydata}"});
 }
 [HttpGet("set",Name = "SetPingKey")]
 public async Task<IActionResult> Set()
 {
 await _cache.SetAsync<string>(cacheKey, 
 "ping", 
 tags: ["testdata"]
 );
 return Ok(new { message = $"{cacheKey} is set" });
 }
 [HttpGet("del",Name="DeletePingKey")]
 public async Task<IActionResult> RemoveKey()
 {
 await _cache.RemoveAsync(cacheKey);
 return Ok(new {message=$"{cacheKey} removed"});
 }
 [HttpGet("delbytag", Name = "DeleteByTestTags")]
 public async Task<IActionResult> RemoveKeyByTags()
 {
 await _cache.RemoveByTagAsync(["testdata"]);
 return Ok(new { message = $"{cacheKey} removed" });
 }
 }
}

ขอบคุณที่อ่านจนจบ การแคชแบบไฮบริดนี้ให้ประโยชน์ที่น่าทึ่ง และฉันหวังว่าคุณจะพบว่าสิ่งนี้มีประโยชน์เช่นกัน