缓存篇~第六回　Microsoft.Practices.EnterpriseLibrary.Caching实现基于方法签名的数据集缓存

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这一讲中主要是说EnterpriseLibrary企业级架构里的caching组件，它主要实现了项目缓存功能，它支持四种持久化方式，内存，文件，数据库和自定义，对于持久化不是今天讨论的重要，今天主要说，如何使用ＡＯＰ的思想再配合Caching组件来实现可更新的，可插拔的，松耦合的，基于数据集（结果集）的缓存方案，之所以叫它方案，确实，在实现上有一定难度，我自己对于微软的NLayerApp架构里用到的Attribute注入方式也对一定修改，因为NLayerApp里的缓存数据集并不支持方法参数为对象和lambda表达式的情况，而我的这个方案已经解决了上面两种情况，可以说，完全支持！

我们来看一下Web.config对Caching的配置

缓存配置篇

注册sections块

配置caching块

为unity块添加要进行缓存的方法

缓存实现篇

1 通过CachingAttribute特性对方法进行标识，并配置缓存方式，get,put,remove，一般在添加，修改操作之后，会对缓存进行remove操作

/// <summary>
/// 表示由此特性所描述的方法，能够获得来自Microsoft.Practices.EnterpriseLibrary.Caching基础结构层所提供的缓存功能。
/// </summary>
[AttributeUsage(AttributeTargets.Method, AllowMultiple=false, Inherited=false)]
public class CachingAttribute : Attribute
{
#region Ctor
/// <summary>
/// 初始化一个新的<c>CachingAttribute</c>类型。
/// </summary>
/// <param name="method">缓存方式。</param>
public CachingAttribute(CachingMethod method)
{
this.Method = method;
}
/// <summary>
/// 初始化一个新的<c>CachingAttribute</c>类型。
/// </summary>
/// <param name="method">缓存方式。</param>
/// <param name="correspondingMethodNames">与当前缓存方式相关的方法名称。注：此参数仅在缓存方式为Remove时起作用。</param>
public CachingAttribute(CachingMethod method, params string[] correspondingMethodNames)
: this(method)
{
this.CorrespondingMethodNames = correspondingMethodNames;
}
#endregion #region Public Properties
/// <summary>
/// 获取或设置缓存方式。
/// </summary>
public CachingMethod Method { get; set; }
/// <summary>
/// 获取或设置一个<see cref="Boolean"/>值，该值表示当缓存方式为Put时，是否强制将值写入缓存中。
/// </summary>
public bool Force { get; set; }
/// <summary>
/// 获取或设置与当前缓存方式相关的方法名称。注：此参数仅在缓存方式为Remove时起作用。
/// </summary>
public string[] CorrespondingMethodNames { get; set; }
#endregion
}

2 CachingMethod标识了缓存的方式

/// <summary>
/// 表示用于Caching特性的缓存方式。
/// </summary>
public enum CachingMethod
{
/// <summary>
/// 表示需要从缓存中获取对象。如果缓存中不存在所需的对象，系统则会调用实际的方法获取对象，
/// 然后将获得的结果添加到缓存中。
/// </summary>
Get,
/// <summary>
/// 表示需要将对象存入缓存。此方式会调用实际方法以获取对象，然后将获得的结果添加到缓存中，
/// 并直接返回方法的调用结果。
/// </summary>
Put,
/// <summary>
/// 表示需要将对象从缓存中移除。
/// </summary>

3 一个标准的缓存CRUD接口，它默认使用Microsoft.Practices.EnterpriseLibrary.Caching来实现，当前你可以进行利用这个接口来实现多态

/// <summary>
/// 表示实现该接口的类型是能够为应用程序提供缓存机制的类型。
/// </summary>
public interface ICacheProvider
{
#region Methods
/// <summary>
/// 向缓存中添加一个对象。
/// </summary>
/// <param name="key">缓存的键值，该值通常是使用缓存机制的方法的名称。</param>
/// <param name="valKey">缓存值的键值，该值通常是由使用缓存机制的方法的参数值所产生。</param>
/// <param name="value">需要缓存的对象。</param>
void Add(string key, string valKey, object value);
/// <summary>
/// 向缓存中更新一个对象。
/// </summary>
/// <param name="key">缓存的键值，该值通常是使用缓存机制的方法的名称。</param>
/// <param name="valKey">缓存值的键值，该值通常是由使用缓存机制的方法的参数值所产生。</param>
/// <param name="value">需要缓存的对象。</param>
void Put(string key, string valKey, object value);
/// <summary>
/// 从缓存中读取对象。
/// </summary>
/// <param name="key">缓存的键值，该值通常是使用缓存机制的方法的名称。</param>
/// <param name="valKey">缓存值的键值，该值通常是由使用缓存机制的方法的参数值所产生。</param>
/// <returns>被缓存的对象。</returns>
object Get(string key, string valKey);
/// <summary>
/// 从缓存中移除对象。
/// </summary>
/// <param name="key">缓存的键值，该值通常是使用缓存机制的方法的名称。</param>
void Remove(string key);
/// <summary>
/// 获取一个<see cref="Boolean"/>值，该值表示拥有指定键值的缓存是否存在。
/// </summary>
/// <param name="key">指定的键值。</param>
/// <returns>如果缓存存在，则返回true，否则返回false。</returns>
bool Exists(string key);
/// <summary>
/// 获取一个<see cref="Boolean"/>值，该值表示拥有指定键值和缓存值键的缓存是否存在。
/// </summary>
/// <param name="key">指定的键值。</param>
/// <param name="valKey">缓存值键。</param>
/// <returns>如果缓存存在，则返回true，否则返回false。</returns>
bool Exists(string key, string valKey);
#endregion
}

4 使用Microsoft.Practices.EnterpriseLibrary.Caching来实现缓存的持久化功能

/// <summary>
/// 表示基于Microsoft Patterns & Practices - Enterprise Library Caching Application Block的缓存机制的实现。
/// </summary>
public class EntLibCacheProvider : ICacheProvider
{
#region Private Fields
private readonly ICacheManager _cacheManager = CacheFactory.GetCacheManager();
#endregion #region ICacheProvider Members
/// <summary>
/// 向缓存中添加一个对象。
/// </summary>
/// <param name="key">缓存的键值，该值通常是使用缓存机制的方法的名称。</param>
/// <param name="valKey">缓存值的键值，该值通常是由使用缓存机制的方法的参数值所产生。</param>
/// <param name="value">需要缓存的对象。</param>
public void Add(string key, string valKey, object value)
{
Dictionary<string, object> dict = null;
if (_cacheManager.Contains(key))
{
dict = (Dictionary<string, object>)_cacheManager[key];
dict[valKey] = value;
}
else
{
dict = new Dictionary<string, object>();
dict.Add(valKey, value);
}
_cacheManager.Add(key, dict);
}
/// <summary>
/// 向缓存中更新一个对象。
/// </summary>
/// <param name="key">缓存的键值，该值通常是使用缓存机制的方法的名称。</param>
/// <param name="valKey">缓存值的键值，该值通常是由使用缓存机制的方法的参数值所产生。</param>
/// <param name="value">需要缓存的对象。</param>
public void Put(string key, string valKey, object value)
{
Add(key, valKey, value);
}
/// <summary>
/// 从缓存中读取对象。
/// </summary>
/// <param name="key">缓存的键值，该值通常是使用缓存机制的方法的名称。</param>
/// <param name="valKey">缓存值的键值，该值通常是由使用缓存机制的方法的参数值所产生。</param>
/// <returns>被缓存的对象。</returns>
public object Get(string key, string valKey)
{
if (_cacheManager.Contains(key))
{
Dictionary<string, object> dict = (Dictionary<string, object>)_cacheManager[key];
if (dict != null && dict.ContainsKey(valKey))
return dict[valKey];
else
return null;
}
return null;
}
/// <summary>
/// 从缓存中移除对象。
/// </summary>
/// <param name="key">缓存的键值，该值通常是使用缓存机制的方法的名称。</param>
public void Remove(string key)
{
_cacheManager.Remove(key);
}
/// <summary>
/// 获取一个<see cref="Boolean"/>值，该值表示拥有指定键值的缓存是否存在。
/// </summary>
/// <param name="key">指定的键值。</param>
/// <returns>如果缓存存在，则返回true，否则返回false。</returns>
public bool Exists(string key)
{
return _cacheManager.Contains(key);
}
/// <summary>
/// 获取一个<see cref="Boolean"/>值，该值表示拥有指定键值和缓存值键的缓存是否存在。
/// </summary>
/// <param name="key">指定的键值。</param>
/// <param name="valKey">缓存值键。</param>
/// <returns>如果缓存存在，则返回true，否则返回false。</returns>
public bool Exists(string key, string valKey)
{
return _cacheManager.Contains(key) &&
((Dictionary<string, object>)_cacheManager[key]).ContainsKey(valKey);
}
#endregion
}

5 一个工厂模块，来对缓存的持久化方式进行创建，这个一般可以在配置文件中动态去配置的，本类使用简单的单例模式来进行创建，不考虑多线程情况

/// <summary>
/// 缓存持久化工厂类
/// </summary>
public sealed class CacheManager : ICacheProvider
{
#region Private Fields
private readonly ICacheProvider _cacheProvider;
private static readonly CacheManager _instance = new CacheManager();
#endregion #region Ctor
static CacheManager() { } private CacheManager()
{
_cacheProvider = new EntLibCacheProvider();
}
#endregion #region Public Properties
/// <summary>
/// 获取<c>CacheManager</c>类型的单件（Singleton）实例。
/// </summary>
public static CacheManager Instance
{
get { return _instance; }
}
#endregion #region ICacheProvider Members
/// <summary>
/// 向缓存中添加一个对象。
/// </summary>
/// <param name="key">缓存的键值，该值通常是使用缓存机制的方法的名称。</param>
/// <param name="valKey">缓存值的键值，该值通常是由使用缓存机制的方法的参数值所产生。</param>
/// <param name="value">需要缓存的对象。</param>
public void Add(string key, string valKey, object value)
{
_cacheProvider.Add(key, valKey, value);
}
/// <summary>
/// 向缓存中更新一个对象。
/// </summary>
/// <param name="key">缓存的键值，该值通常是使用缓存机制的方法的名称。</param>
/// <param name="valKey">缓存值的键值，该值通常是由使用缓存机制的方法的参数值所产生。</param>
/// <param name="value">需要缓存的对象。</param>
public void Put(string key, string valKey, object value)
{
_cacheProvider.Put(key, valKey, value);
}
/// <summary>
/// 从缓存中读取对象。
/// </summary>
/// <param name="key">缓存的键值，该值通常是使用缓存机制的方法的名称。</param>
/// <param name="valKey">缓存值的键值，该值通常是由使用缓存机制的方法的参数值所产生。</param>
/// <returns>被缓存的对象。</returns>
public object Get(string key, string valKey)
{
return _cacheProvider.Get(key, valKey);
}
/// <summary>
/// 从缓存中移除对象。
/// </summary>
/// <param name="key">缓存的键值，该值通常是使用缓存机制的方法的名称。</param>
public void Remove(string key)
{
_cacheProvider.Remove(key);
}
/// <summary>
/// 获取一个<see cref="Boolean"/>值，该值表示拥有指定键值的缓存是否存在。
/// </summary>
/// <param name="key">指定的键值。</param>
/// <returns>如果缓存存在，则返回true，否则返回false。</returns>
public bool Exists(string key)
{
return _cacheProvider.Exists(key);
}
/// <summary>
/// 获取一个<see cref="Boolean"/>值，该值表示拥有指定键值和缓存值键的缓存是否存在。
/// </summary>
/// <param name="key">指定的键值。</param>
/// <param name="valKey">缓存值键。</param>
/// <returns>如果缓存存在，则返回true，否则返回false。</returns>
public bool Exists(string key, string valKey)
{
return _cacheProvider.Exists(key, valKey);
}
#endregion
}

7 最后贡献缓存拦截类，这是核心，是提供AOP功能的核心，其中自己添加了对结构体和lambda表达式和类的方法参数的支持，原版应该是陈晴阳写的，但它不支持结构体和lambda和类，所以，我的版本把它完善了。

/// <summary>
/// 表示用于方法缓存功能的拦截行为。
/// </summary>
public class CachingBehavior : IInterceptionBehavior
{ #region Private Methods
/// <summary>
/// 根据指定的<see cref="CachingAttribute"/>以及<see cref="IMethodInvocation"/>实例，
/// 获取与某一特定参数值相关的键名。
/// </summary>
/// <param name="cachingAttribute"><see cref="CachingAttribute"/>实例。</param>
/// <param name="input"><see cref="IMethodInvocation"/>实例。</param>
/// <returns>与某一特定参数值相关的键名。</returns>
private string GetValueKey(CachingAttribute cachingAttribute, IMethodInvocation input)
{
switch (cachingAttribute.Method)
{
// 如果是Remove，则不存在特定值键名，所有的以该方法名称相关的缓存都需要清除
case CachingMethod.Remove:
return null;
// 如果是Get或者Put，则需要产生一个针对特定参数值的键名
case CachingMethod.Get:
case CachingMethod.Put:
if (input.Arguments != null &&
input.Arguments.Count > )
{
var sb = new StringBuilder();
for (int i = ; i < input.Arguments.Count; i++)
{
if (input.Arguments[i].GetType().BaseType == typeof(LambdaExpression))//lambda处理
{
var exp = input.Arguments[i] as LambdaExpression;
var arr = ((System.Runtime.CompilerServices.Closure)(((System.Delegate)(Expression.Lambda(exp).Compile().DynamicInvoke())).Target)).Constants; Type t = arr[].GetType();
string result = ""; foreach (var member in t.GetFields())
{
result += member.Name + "_" + t.GetField(member.Name).GetValue(arr[]) + "_";
}
result = result.Remove(result.Length - );
sb.Append(result.ToString());
}
else if (input.Arguments[i].GetType() != typeof(string)//类和结构体处理
&& input.Arguments[i].GetType().BaseType.IsClass)
{
var obj = input.Arguments[i];
Type t = obj.GetType();
string result = ""; foreach (var member in t.GetProperties())
{
result += member.Name + "_" + t.GetProperty(member.Name).GetValue(obj) + "_";
}
result = result.Remove(result.Length - );
sb.Append(result.ToString());
}
else//简单值类型处理
{
sb.Append(input.Arguments[i].ToString());
} if (i != input.Arguments.Count - )
sb.Append("_");
}
return sb.ToString();
}
else
return "NULL";
default:
throw new InvalidOperationException("无效的缓存方式。");
}
}
#endregion #region IInterceptionBehavior Members
/// <summary>
/// 获取当前行为需要拦截的对象类型接口。
/// </summary>
/// <returns>所有需要拦截的对象类型接口。</returns>
public IEnumerable<Type> GetRequiredInterfaces()
{
return Type.EmptyTypes;
} /// <summary>
/// 通过实现此方法来拦截调用并执行所需的拦截行为。
/// </summary>
/// <param name="input">调用拦截目标时的输入信息。</param>
/// <param name="getNext">通过行为链来获取下一个拦截行为的委托。</param>
/// <returns>从拦截目标获得的返回信息。</returns>
public IMethodReturn Invoke(IMethodInvocation input, GetNextInterceptionBehaviorDelegate getNext)
{
var method = input.MethodBase;
var key = method.Name;
if (method.IsDefined(typeof(CachingAttribute), false))
{
var cachingAttribute = (CachingAttribute)method.GetCustomAttributes(typeof(CachingAttribute), false)[];
var valKey = GetValueKey(cachingAttribute, input);
switch (cachingAttribute.Method)
{
case CachingMethod.Get:
try
{
if (CacheManager.Instance.Exists(key, valKey))
{
var obj = CacheManager.Instance.Get(key, valKey);
var arguments = new object[input.Arguments.Count];
input.Arguments.CopyTo(arguments, );
return new VirtualMethodReturn(input, obj, arguments);
}
else
{
var methodReturn = getNext().Invoke(input, getNext);
CacheManager.Instance.Add(key, valKey, methodReturn.ReturnValue);
return methodReturn;
}
}
catch (Exception ex)
{
return new VirtualMethodReturn(input, ex);
}
case CachingMethod.Put:
try
{
var methodReturn = getNext().Invoke(input, getNext);
if (CacheManager.Instance.Exists(key))
{
if (cachingAttribute.Force)
{
CacheManager.Instance.Remove(key);
CacheManager.Instance.Add(key, valKey, methodReturn.ReturnValue);
}
else
CacheManager.Instance.Put(key, valKey, methodReturn.ReturnValue);
}
else
CacheManager.Instance.Add(key, valKey, methodReturn.ReturnValue);
return methodReturn;
}
catch (Exception ex)
{
return new VirtualMethodReturn(input, ex);
}
case CachingMethod.Remove:
try
{
var removeKeys = cachingAttribute.CorrespondingMethodNames;
foreach (var removeKey in removeKeys)
{
if (CacheManager.Instance.Exists(removeKey))
CacheManager.Instance.Remove(removeKey);
}
var methodReturn = getNext().Invoke(input, getNext);
return methodReturn;
}
catch (Exception ex)
{
return new VirtualMethodReturn(input, ex);
}
default: break;
}
} return getNext().Invoke(input, getNext);
} /// <summary>
/// 获取一个<see cref="Boolean"/>值，该值表示当前拦截行为被调用时，是否真的需要执行
/// 某些操作。
/// </summary>
public bool WillExecute
{
get { return true; }
} #endregion
}

缓存调用篇

我们的缓存只能配置在接口的方法中，这主要考虑到unity的注入环节和面向对象的多态特性，本例中，缓存这块配置在了BLL层中，当然，如果你的架构允许，也可以做在DATA层中，当然DATA层的缓存力度可能太大，我觉得并不太合适，但代码可能更精简，所

以，大家要因情况而议，到在哪层都没问题。

public interface IUserService
{
[Caching(CachingMethod.Get)]
PagedList<WebManageUsers> GetWebManageUsers(PageParameters pp);
[Caching(CachingMethod.Get)]
PagedList<WebManageUsers> GetWebManageUsers(Expression<Func<WebManageUsers, bool>> predicate, PageParameters pp);
[Caching(CachingMethod.Remove, "GetWebManageUsers")]
void InsertManageUsers(NLayer_IoC_Demo.Entity.WebManageUsers entity);
}

private readonly IUserService _userService = ServiceLocator.Instance.GetService<IUserService>(); public ActionResult Index(string name, int page = )
{
ViewBag.Message = "缓存篇";
if (string.IsNullOrWhiteSpace(name))
return View(_userService.GetWebManageUsers(new PageParameters(page, )));
else
{ Expression<Func<WebManageUsers, bool>> predicate = i => i.LoginName.Contains(name);
return View(_userService.GetWebManageUsers(predicate, new PageParameters(page, )));
}
}

缓存配置好后，可以使用sql profiler等监控工具去查看数据库的访问情况！

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