asp.net core 系列之Response caching(1)

这篇文章简单的讲解了response caching:

讲解了cache-control，及对其中的头和值的作用，及设置来控制response caching;

简单的罗列了其他的缓存技术：In-memory caching ， Distributed Cache ， Cache Tag Helper ， Distributed Cache Tag Helper ；

讲解了使用ResponseCache attribute来控制response caching生成合适的头

 主要翻译于官网，水平有限，见谅

Overview

响应缓存减少了客户端或者代理到web服务器的请求的次数。响应缓存也可以减少web服务器的生成响应的执行的工作量。响应缓存被头部控制，头部指出了你想要客户端，代理和中间件怎样缓存响应。

ResponseCache attribute 参加设置响应缓存头部，which clients may honor when caching responses. (当缓存响应时，客户端会受这些属性影响)。Response Caching Middleware 可以被用来在服务器上缓存响应。 中间件可以使用ResponseCacheAttribute属性来影响服务端缓存行为。 

HTTP-based response caching 

HTTP 1.1 Caching specification(规格，详述，说明书)描述了网络缓存应该怎样表现(Internet caches should behave.) 。 主要的用于缓存的HTTP头,是Cache-Control, 它被用于指定缓存指令。这个指令控制缓存行为，当请求从客户端到服务端的时候，并且当响应从服务端返回客户端的时候。

公共的Cache-Control 指令在下表中被展示了：

其他缓存头在缓存中扮演的角色，罗列在下面了：

注意：Cache-Control，是用在从请求中的HTTP头，可以用来控制服务器中缓存行为。

HTTP-based caching respects request Cache-Control directives

HTTP 1.1 Caching specification for the Cache-Control header (HTTP 1.1 缓存规格对于Cache-Control头)要求一个缓存遵守一个有效的Cache-Control 头，这个Cache-Control头是被客户端发送的。一个客户端可以发送一个带no-cache的header值,并且强制要求服务器为每个请求生成一个新的响应。

总是遵守客户端Cache-Control请求头是有意义的，如果你考虑HTTP缓存的目标。在官方的说明书下，

缓存意味着减少潜在因素和网络管理，对满足请求跨客户端，代理和服务器网络。它不是一种控制原服务器上的加载的必须的方式。

当使用Response Caching 中间件时，开发者是没法对缓存行为控制的。因为中间件附着于官方缓存说明书。当决定提供一个缓存响应时,对这个中间件的计划丰富(planned enhancements to the middleware)对于达到配置中间件来忽视请求的Cache-Control头的目的，是一个机会(Planned enhancements to middleware are an opportunity to middleware to ignore a request’s Cache-Control header when deciding to serve a cached response.)。计划的丰富提供了一个机会来更好的控制服务器加载。

Other caching technology in ASP.NET Core 在ASP.NET Core上的其他缓存技术

• In-memory caching 内存缓存

　　　　In-memory caching 使用服务器内存来存储缓存数据。这种类型的缓存适合使用sticky session（sticky:不动的）的一个或者多个服务器。Sticky sessions 意味着从客户端发出的请求总是路由到同一台服务器处理。

　　　　更多信息：Cache in-memory in ASP.NET Core.

• Distributed Cache 分布式缓存

　　　　使用一个分布式缓存来存储数据在内存中，当应用部署在云上或者服务器集群上时。缓存是在这些处理请求的服务器之间共享的。客户端可以提交一个请求，请求可以被组群里的任意服务器处理，如果缓存数据对于客户端是可用的。ASP.NET Core提供了SQL Server和Redis分布式缓存。

　　　　更多信息：Distributed caching in ASP.NET Core.

• Cache Tag Helper

　　　　使用Cache Tag从mvc页面或者Razor Page中缓存内容。Cache Tag Helper用内存缓存数据。

　　　　更多信息：Cache Tag Helper in ASP.NET Core MVC

• Distributed Cache Tag Helper

　　　　在分布式云或者web集群场景中使用Distributed Cache Tag Helper 来缓存Mvc view或者Razor Page中的内容。The Distributed Cache Tag Helper 用SQL Server或者Redis来缓存数据。

　　　　更多信息：Distributed Cache Tag Helper in ASP.NET Core.

ResponseCache attribute

为了在response caching (响应缓存)上设置合适的头,ResponseCacheAttribute 指出了必须的参数。(即，可以通过ResponseCacheAttribute,设置response caching上的头的值)

注意：对于包含验证信息的客户端内容，不允许缓存。对于那些不会基于用户的身份或者用户是否登录而改变的内容，才应该允许被缓存。

VaryByQueryKeys 随着给出的query keys的集合的值，改变存储的响应。When a single value of * is provided, the middleware varies responses by all request query string parameters. 

Response Caching Middleware 必须被允许设置VaryByQueryKeys属性。否则，一个运行时异常会被抛出。对于VaryByQueryKeys属性，并没有一个对应的HTTP头部。这个属性是一个被Response Caching Middleware 处理的HTTP 功能。对于中间件提供一个缓存的响应，查询字符串和查询字符串值必须匹配之前的请求.(即,如果查询字符串和查询字符串值和之前的一样时,中间件会直接返回一个缓存的响应;否则，返回一个新的响应。)例如，考虑下表中的一系列的请求和结果：

第一个请求被服务器返回，并且缓存到中间件中。第二个请求是被中间件返回，因为查询字符串匹配之前的请求。第三个请求不是在中间件缓存中的，因为查询字符串值不匹配之前的请求。

ResponseCacheAttribute用于配置和创建一个ResponseCacheFilter.    

ResponseCacheFilter执行的工作，更新合适的HTTP头和响应的功能(即,ResponseCacheAttribute的功能)。The filter:

• 移除任何存在的Vary, Cache-Control, Pragma头部

• 根据设置在ResponseCacheAttribute中的属性输出合适的头部

• 更新the response caching HTTP feature如果VaryByQueryKeys被设置了

Vary

这个头部会被写，当VaryByHeader属性被设置了。这个属性(VaryByHeader)设置Vary属性的值。下面是使用VaryByHeader属性的例子：

[ResponseCache(VaryByHeader = "User-Agent", Duration = 30)]
public class Cache1Model : PageModel
{

用这个例子，使用浏览器工具观察response headers(响应头)。 下面的响应头随着Cache1 page response 被发送了。

Cache-Control: public,max-age=30
Vary: User-Agent

NoStore and Location.None

NoStore重写了大部分的其他属性。当这个属性被设置为true，Cache-Control头被设置为no-store.

如果Location设置为None:

• Cache-Control 设置为no-store, no-cache

• Pragma设置为no-cache.

如果NoStore是false并且Location是None，Cache-Control ,和Pragma被设置为no-cache.

NoStore是典型的被设置为true，为了error pages. 示例中的Cache2 page生成响应头，指示客户端不要存储响应。

[ResponseCache(Duration = 0, Location = ResponseCacheLocation.None, NoStore = true)]
public class Cache2Model : PageModel
{

这个示例应用返回Cache2 page 带有下面的头：

Cache-Control: no-store,no-cache
Pragma: no-cache

Location and Duration

为了可以缓存，Duration必须被设置为一个积极的值并且Location必须是任意的或者Client. 这种情况下，Cache-Control头被设置为location的值，并且跟着一个响应的max-age.

注意：

Location’s options of Any and Client转化为Cache-Control头的值分别为public和private. 正如之前提到的，设置Location为None会设置Cache-Control和Pramga头为no-cache:

[ResponseCache(Duration = 10, Location = ResponseCacheLocation.Any, NoStore = false)]
public class Cache3Model : PageModel
{

示例应用返回的Cache3 page 带有下面的头：

Cache-Control: public,max-age=10

Cache profiles

取代重复的在很多controller action attributes响应缓存设置，cache profiles 可以被设置为options，当在Startup.ConfigureService中设置MVC/Razor Pages. 在引用的cache profiles中发现的值被用作默认值,随着ResponseCacheAttribute并且被这个attribute上指定的任意properties重写。(即很多重复的响应缓存设置可以在Startup.ConfigureService中设置,再随着ResponseCacheAttribute设置在action上)

建立一个cache profile. 下面的例子展示了30秒的cache profile，在示例应用的Startup.ConfigureServices:

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddMvc(options =>
    {
        options.CacheProfiles.Add("Default30",
            new CacheProfile()
            {
                Duration = 30
            });
    }).SetCompatibilityVersion(CompatibilityVersion.Version_2_2);
}

这个示例应用的Cache4 page model 引用了Default30 cache profile:

[ResponseCache(CacheProfileName = "Default30")]
public class Cache4Model : PageModel
{

这个ResponseCacheAttribute可以被用在：

• Razor Page handlers(classes) - 属性可以被用到处理方法

• MVC controllers(classes)

• MVC actions (methods) - Method-level attributes override the settings specified in class level attributes. 方法级别的会覆盖类级别的

被Default30 profile导致的应用于Cache4 page response 的头是：

Cache-Control: public,max-age=30

 

下一篇：Cache in-memory

 参考资料：

https://docs.microsoft.com/en-us/aspnet/core/performance/caching/response?view=aspnetcore-2.2