C#系列之聊聊.Net Core的InMemoryCache

作者：暴王
个人博客：http://www.boydwang.com/2017/12/net-core-in-memory-cache/

这两天在看.net core的in memory cache，这里记录一下用法，主要涉及MemoryCache的Get／Set／Expire／Flush。
首先我们先用dotnet命令创建一个mvc的项目，这里我们将使用postman来请求server，

dotnet new MVC 

因为我们要用到 Microsoft.Extensions.Caching.Memory这个nuget包，所以需要添加引用，用VsCode（或任何编辑器）打开刚才建的mvc项目路径下的*.csproj文件，在这里我的是cache.csproj，找到这个标签，添加如下代码：

<PackageReference Include="Microsoft.Extensions.Caching.Memory" Version="2.0.0.0"/>

注意版本号可能不一样，我用的是.net core 2.0.
之后我们需要注册cache服务，打开Startup.cs文件，找到ConfigureServices方法，添加如下代码：

services.AddMemoryCache();

ConfigureServices方法看起来应该是这样：

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddMemoryCache();
    services.AddMvc();
}

之后我们就可以在controller里通过构造注入的方式使用InMemoryCache啦。
打开HomeController或者自己新建一个Controller，在修改构造方法

private IMemoryCache _cache;
public HomeController(IMemoryCache cache)
{
    this._cache = cache;
}

先来看看MemoryCache的定义：

Constructors:
MemoryCache(IOptions)

Properties:
Count（Gets the count of the current entries for diagnostic purposes.）

Methods:
Compact(Double)
CreateEntry(Object)
Dispose()
Dispose(Boolean)
Finalize()
Remove(Object)
TryGetValue(Object, Object)

Extension Methods:
Get(IMemoryCache, Object)
Get(IMemoryCache, Object)
GetOrCreate(IMemoryCache, Object, Func)
GetOrCreateAsync(IMemoryCache, Object, Func>)
Set(IMemoryCache, Object, TItem)
Set(IMemoryCache, Object, TItem, MemoryCacheEntryOptions)
Set(IMemoryCache, Object, TItem, IChangeToken)
Set(IMemoryCache, Object, TItem, DateTimeOffset)
Set(IMemoryCache, Object, TItem, TimeSpan)
TryGetValue(IMemoryCache, Object, TItem)

我们用到的大部分都是 扩 展 方 法，这是一个奇怪的现象，但这不是这篇文章讨论的重点，这里会使用到

TryGetValue(Object, Object)
Set<TItem>(IMemoryCache, Object, TItem, MemoryCacheEntryOptions)

这两个方法，来Get／Set／Expire缓存项。

首先我们来添加一个get的webapi：

[HttpGet("cache/{key}")]
public IActionResult GetCache(string key)
{
    object result = new object();
    _cache.TryGetValue(key, out result);
    return new JsonResult(result);
}

它接受一个key作为参数，如果找到则返回找到的值，若找不到则返回空
现在我们可以在命令行里输入

dotnet restore
dotnet run

来启动web项目，之后我们可以通过

http://localhost:5000/cache/{key}

这个url来访问cache，此时cache还没有值

因为此时我们还没有set值。
接下来添加一个Set方法，在添加之前，我们先来看一下MemoryCacheEntryOptions的定义。

Constructors：
MemoryCacheEntryOptions()

Properties：
AbsoluteExpiration
AbsoluteExpirationRelativeToNow
ExpirationTokens
PostEvictionCallbacks
Priority
Size
SlidingExpiration

Extension Methods：
AddExpirationToken(MemoryCacheEntryOptions, IChangeToken)
RegisterPostEvictionCallback(MemoryCacheEntryOptions, PostEvictionDelegate)
RegisterPostEvictionCallback(MemoryCacheEntryOptions, PostEvictionDelegate, Object)
SetAbsoluteExpiration(MemoryCacheEntryOptions, DateTimeOffset)
SetAbsoluteExpiration(MemoryCacheEntryOptions, TimeSpan)
SetPriority(MemoryCacheEntryOptions, CacheItemPriority)
SetSize(MemoryCacheEntryOptions, Int64)
SetSlidingExpiration(MemoryCacheEntryOptions, TimeSpan)

这里有几个概念：
AbsoluteExpiration
代表了绝对绝对超时时间，在一定时间后必定超时（比如15分钟）

SlidingExpiration
代表了滑动超时时间(我自己翻译的。。)，滑动的意思就是假如你设置了SlidingExpiration超时时间为5分钟，如果在5分钟里，有新的请求来获取这个cached item，那么这个5分钟会重置，直到超过5分钟没有请求来，才超时

CacheItemPriority
这是一个枚举，代表了缓存的优先级，默认值为Normal，如果设置为NeverRemove则一直不超时。

High	
Low	
NeverRemove	
Normal

RegisterPostEvictionCallback
这是个方法需要传一个回调，在缓存项被移除（超时）的时候触发回调。

接着我们来添加一个Set方法，并且为它添加一个canceltoken，以便我们能够手动控制强制清空缓存。

private static CancellationTokenSource cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource();

[HttpPost("cache/")]
public IActionResult SetCache([FromBody]CacheItem item)
{
    var cacheEntryOptions = new MemoryCacheEntryOptions()
    .SetAbsoluteExpiration(TimeSpan.FromMinutes(5))
    .RegisterPostEvictionCallback(DependentEvictionCallback, null)
    .AddExpirationToken(new CancellationChangeToken(cancellationTokenSource.Token));
    _cache.Set(item.key, item.value, cacheEntryOptions);
    return Ok();
}

然后我们就可以用postman的post请求来Set缓存了，地址是：

http://localhost:5000/cache

接下来我们来添加一个flush api，我们能够手动清空缓存。这里我们利用了上面在Set时添加的cancellationTokenSource

[HttpGet("cache/flush")]
public IActionResult Flush()
{
    cancellationTokenSource.Cancel();
    return Ok();
}

访问地址：

http://localhost:5000/cache/flush

调用这个api会发现在console里有一行输出

Parent entry was evicted. Reason: TokenExpired, Key: a.

可以在多个缓存项中添加同一个token，达到同时清除多个缓存项的目的。

遇到的坑：
1.token不work的问题.
我在最初实现的时候，加了一个token，是这么写的

private CancellationTokenSource cancellationTokenSource;

public HomeController(IMemoryCache cache)
{
    this._cache = cache;
    cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource();
}

[HttpGet("cache/flush")]
public IActionResult Flush()
{
    cancellationTokenSource.Cancel();
    return Ok();
}

然后发现调用flush一直不生效，cache并没有被清掉，很纳闷，以为我的token方法用的有问题。
直到我换成了下面的代码，大家体会一下。

private static CancellationTokenSource cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource();

public HomeController(IMemoryCache cache)
{
    this._cache = cache;
}

[HttpGet("cache/flush")]
public IActionResult Flush()
{
    cancellationTokenSource.Cancel();
    return Ok();
}

仅仅是一个static的问题，就产生了不一样的结果，这是因为每次httprequest过来，都会启动一个新线程去响应它，因此在set的时候加进去的那个token，并不是flush请求过来的token，因为又调用了一次构造方法，生成了一个新的CancellationTokenSource对象，因此调用token.Cancel()方法必然会失效，因此改成了static，让每次请求的都是同一个token，这样就不会造成不同token导致的Cancel方法不work的问题，清空cache也就能正常工作了。

2.RegisterPostEvictionCallback重复触发的问题

RegisterPostEvictionCallback不仅仅在缓存超时的时候触发，也会在缓存被替换（更新）的时候触发，在PostEvictionDelegate有一个参数为EvictionReason指明了缓存项被移除的原因

 public delegate void PostEvictionDelegate(object key, object value, EvictionReason reason, object state);

EvictionReason
None = 0,
Removed = 1,  缓存项被Remove（）方法移除
Replaced = 2,  缓存项被更新
Expired = 3,  缓存项超时
TokenExpired = 4, 缓存由token触发超时
Capacity = 5 缓存空间不足

因此我们需要在callback里根据需要判断缓存是因为什么原因被移除，才能避免意外的回调触发。