一、介紹
由於CPU從記憶體中讀取資料的速度比從磁碟讀取快幾個數量級，並且存在記憶體中，減小了資料庫訪問的壓力，所以快取幾乎每個專案都會用到。一般常用的有MemoryCache、Redis。MemoryCache將存入的物件都作為Object物件儲存，Redis分為五種型別儲存，在微軟提供的快取元件中也包含Redis和SQL Server快取，具體下次文章詳細講解。微軟快取元件原始碼在https://github.com/aspnet/Caching。
二、簡單使用
元件的使用很簡單，只需要新增元件，在需要使用的時候，注入快取元件。下面為一個簡單的例子，新建Api專案，修改為下面程式碼
public void ConfigureServices(IServiceCollection services) { services.AddMvc(); services.AddMemoryCache();//新增MemoryCache元件 }
記憶體快取過期時間有3種，絕對過期時間、相對現在的過期時間和滑動過期時間。
public class ValuesController : Controller { private readonly IMemoryCache _memoryCache;//注入MemoryCache public ValuesController(IMemoryCache memoryCache) { this._memoryCache = memoryCache; } [HttpGet] public async Task<IEnumerable<string>> Get() { //1、絕對過期時間 _memoryCache.Set("key1", "1", new DateTimeOffset(new DateTime(2018, 8, 11))); //2、相對於現在的過期時間 快取相對於現在的時間後兩秒失效 _memoryCache.Set("key2", "2", new TimeSpan(0, 0, 2)); //3、滑動過期時間 快取在兩秒內沒有被命中，則失效，命中後快取時間又變為2秒 _memoryCache.Set("key3", "3", new MemoryCacheEntryOptions() { SlidingExpiration = new TimeSpan(0, 0, 2), Priority = CacheItemPriority.NeverRemove }); Thread.Sleep(1500); Console.WriteLine($@"value1:{_memoryCache.Get("key1")} value2:{_memoryCache.Get("key2")} value3:{_memoryCache.Get("key3")}"); //因為在1.5秒被命中 所以key3的值，快取時間重新變為2秒 Thread.Sleep(1500); Console.WriteLine($@"value1:{_memoryCache.Get("key1")} value2:{_memoryCache.Get("key2")} value3:{_memoryCache.Get("key3")}"); //建立一個相對現在時間2秒的快取ke4,並註冊快取失效時的回撥函式(注意此回撥函式並不是真的當快取失效立馬呼叫，看下面原始碼詳解) _memoryCache.GetOrCreate("key4", cacheEntry => { cacheEntry.AbsoluteExpirationRelativeToNow = new TimeSpan(0, 0, 2); cacheEntry.RegisterPostEvictionCallback(Test);//註冊快取過期時的回撥函式 return cacheEntry.Value = "4"; }); Thread.Sleep(3000); _memoryCache.Remove("key4"); return new string[] { "value1", "value2" }; } //當快取過期時觸發此函式 public void Test(object key, object value, EvictionReason reason, object state) { Console.WriteLine($@"快取{key}已經移除"); } }
輸出結果為：
value1:1 value2:2 value3:3
value1:1 value2: value3:3 // 注意此處的value2的值為空
快取key4已經移除
關於絕對過期時間、相對現在的過期時間、滑動過期時間就不必多說了，上面註釋已經寫了。需要注意的是上面key4，設定了2秒後快取過期，觸發回撥函式，但是如果程式碼改為下面形式(註釋掉移除”key4”的程式碼)，那麼會一直不觸發回撥函式。
_memoryCache.GetOrCreate("key4", cacheEntry => { cacheEntry.AbsoluteExpirationRelativeToNow = new TimeSpan(0, 0, 2); cacheEntry.RegisterPostEvictionCallback(Test);//註冊快取過期時的回撥函式 return cacheEntry.Value = "4"; }); Thread.Sleep(3000); //_memoryCache.Remove("key4");
比如上面已經sleep 3秒了，key4的快取時間為2秒，key4快取的已經過期了，如果刪除那一行程式碼，按理應該在第二秒是觸發回撥函式，但是測試不會。只有對key4操作的時候才會觸發回撥函式(後面原始碼詳細分析)。
在MemoryCache類中有CreateEntry，這個方法比較特殊
var entry = _memoryCache.CreateEntry("key5"); entry.Value = "5"; var a = _memoryCache.Get("key5");//這裡輸出為null，並不是我們想象的值
正確的使用方法為：需要entry.Dispose()或者使用using。(具體原因下面原始碼分析)
var entry = _memoryCache.CreateEntry("key5"); entry.Value = "5"; entry.Dispose(); var a = _memoryCache.Get("key5");//輸出為5
三、MemoryCache原始碼解析
首先看我們在Startup中宣告新增的記憶體快取的對應的原始碼。
services.AddMemoryCache();//新增MemoryCache元件
public static IServiceCollection AddMemoryCache(this IServiceCollection services) { if (services == null) { throw new ArgumentNullException(nameof(services)); } services.AddOptions();
//實際上就是注入一個單例的MemoryCache services.TryAdd(ServiceDescriptor.Singleton<IMemoryCache, MemoryCache>()); return services; }
MemoryCacheOptions類：主要是配置一些引數
ExpirationScanFrequency：此欄位表明隔一段時間掃描快取，移除過期快取，預設頻率為一分鐘。
SizeLimit：設定快取的大小。
CompactionPercentage：壓縮比例 預設為百分之五。
舉例：
public void ConfigureServices(IServiceCollection services) { services.AddMvc(); services.AddMemoryCache(x => { x.ExpirationScanFrequency = new TimeSpan(0, 0, 3);//設定掃描頻率為3分鐘 x.SizeLimit = 500 * 1024 * 1024; //大小為500M }); }
MemoryCache類：
ConcurrentDictionary<object, CacheEntry> _entries：一個多執行緒安全的字典型別，其實快取的本質就是這個字典，將所有快取都放入這個字典中，然後通過字典的key(字典的key其實和快取實體CacheEntry的key值一樣)獲取CacheEntry實體(CacheEntry實體包含key和value，也就是我們程式碼中設定的key和value)。
_expirationScanFrequency：Span型別，表示掃描過期快取的頻率時間，此欄位的值來自MemoryCacheOptions類的ExpirationScanFrequency。需要注意的是：假如設定為一分鐘掃描一次快取集合，這個掃描不是主動掃描的，只有當對快取集合操作時才會掃描。比如增刪改查快取集合的時候，會判斷上一次掃描的時間離現在過去多久了，如果超過掃描設定的時間，才會掃描。原始碼如下：
private void StartScanForExpiredItems()//掃描函式。在新增、查詢、刪除、修改快取的時候，會呼叫此方法掃描過濾過期快取，並不是主動隔一段時間執行 { var now = _clock.UtcNow; if (_expirationScanFrequency < now - _lastExpirationScan)//判斷現在的時間和最後一次掃描時間，是不是大於設定的時間段 { _lastExpirationScan = now; Task.Factory.StartNew(state => ScanForExpiredItems((MemoryCache)state), this, CancellationToken.None, TaskCreationOptions.DenyChildAttach, TaskScheduler.Default); } } private static void ScanForExpiredItems(MemoryCache cache) { var now = cache._clock.UtcNow; foreach (var entry in cache._entries.Values)//然後遍歷字典集合，移除過期快取 { if (entry.CheckExpired(now)) { cache.RemoveEntry(entry); } } }
Action<CacheEntry> _setEntry：此委託就是將快取實體放入上面的字典_entries中，並將字典的key值設定為快取實體的key。
Action<CacheEntry> _entryExpirationNotification：此委託是移除字典中快取。
CacheEntry類：這個類主要就是儲存快取實體，它包含的key、value欄位就是我們程式中傳入的key、value。對於每一個快取實體都有其過期時間，所以它還包含每種過期型別。它還包含2個重要的委託。
Action<CacheEntry> _notifyCacheOfExpiration：此委託會在建構函式中被MemoryCache類中的SetEntry(CacheEntry entry)方法賦值。方法的實現將CacheEntry實體放入MemoryCache類字典中，也就是放入快取中。
Action<CacheEntry> _notifyCacheEntryDisposed：此委託會在建構函式中被MemoryCache類中的EntryExpired(CacheEntry entry)方法賦值，方法的實現是移除快取。
還包含CacheItemPriority型別的Priority，表示當記憶體不足時，會移除部分記憶體，會按照由低到高移除。所以當設定的某個快取實體使用次數較多時，可以設定為High或NeverRemove。預設設定為Normal。
public enum CacheItemPriority { Low, Normal, High, NeverRemove, }
需要注意的是CacheEntry有一個重要的方法Dispose()，因為它繼承IDisposable，在Dispost方法中呼叫了_notifyCacheEntryDisposed委託。
public void Dispose() { if (!_added) { _added = true; _scope.Dispose(); _notifyCacheEntryDisposed(this);//在此呼叫委託，而此委託是被MemoryCache類中的SetEntry賦值。目的是將CacheEntry實體放入MemoryCache類的字典中，也就是放入快取中。 PropagateOptions(CacheEntryHelper.Current); } }
這就解釋了為我們上面舉的例子需要Dispose()，它只有呼叫Dispose()才能將快取實體放入字典中。
var entry = _memoryCache.CreateEntry("key5"); entry.Value = "5"; entry.Dispose(); var a = _memoryCache.Get("key5");//輸出為5