asp.net core 系列之Response caching(1)

yuan發表於2019-06-24
ASP.NET

這篇文章簡單的講解了response caching:

講解了cache-control，及對其中的頭和值的作用，及設定來控制response caching;

簡單的羅列了其他的快取技術：In-memory caching ， Distributed Cache ， Cache Tag Helper ， Distributed Cache Tag Helper ；

講解了使用ResponseCache attribute來控制response caching生成合適的頭

 

Overview

響應快取減少了客戶端或者代理到web伺服器的請求的次數。響應快取也可以減少web伺服器的生成響應的執行的工作量。響應快取被頭部控制，頭部指出了你想要客戶端，代理和中介軟體怎樣快取響應。

ResponseCache attribute 參加設定響應快取頭部，which clients may honor when caching responses. (當快取響應時，客戶端會受這些屬性影響)。Response Caching Middleware 可以被用來在伺服器上快取響應。 中介軟體可以使用ResponseCacheAttribute屬性來影響服務端快取行為。 

HTTP-based response caching 

HTTP 1.1 Caching specification(規格，詳述，說明書)描述了網路快取應該怎樣表現(Internet caches should behave.) 。 主要的用於快取的HTTP頭,是Cache-Control, 它被用於指定快取指令。這個指令控制快取行為，當請求從客戶端到服務端的時候，並且當響應從服務端返回客戶端的時候。

公共的Cache-Control 指令在下表中被展示了：

其他快取頭在快取中扮演的角色，羅列在下面了：

注意：Cache-Control，是用在從請求中的HTTP頭，可以用來控制伺服器中快取行為。

HTTP-based caching respects request Cache-Control directives

HTTP 1.1 Caching specification for the Cache-Control header (HTTP 1.1 快取規格對於Cache-Control頭)要求一個快取遵守一個有效的Cache-Control 頭，這個Cache-Control頭是被客戶端傳送的。一個客戶端可以傳送一個帶no-cache的header值,並且強制要求伺服器為每個請求生成一個新的響應。

總是遵守客戶端Cache-Control請求頭是有意義的，如果你考慮HTTP快取的目標。在官方的說明書下，

快取意味著減少潛在因素和網路管理，對滿足請求跨客戶端，代理和伺服器網路。它不是一種控制原伺服器上的載入的必須的方式。

當使用Response Caching 中介軟體時，開發者是沒法對快取行為控制的。因為中介軟體附著於官方快取說明書。當決定提供一個快取響應時,對這個中介軟體的計劃豐富(planned enhancements to the middleware)對於達到配置中介軟體來忽視請求的Cache-Control頭的目的，是一個機會(Planned enhancements to middleware are an opportunity to middleware to ignore a request’s Cache-Control header when deciding to serve a cached response.)。計劃的豐富提供了一個機會來更好的控制伺服器載入。

Other caching technology in ASP.NET Core 在ASP.NET Core上的其他快取技術

  • In-memory caching 記憶體快取

　　　　In-memory caching 使用伺服器記憶體來儲存快取資料。這種型別的快取適合使用sticky session（sticky:不動的）的一個或者多個伺服器。Sticky sessions 意味著從客戶端發出的請求總是路由到同一臺伺服器處理。

　　　　更多資訊：Cache in-memory in ASP.NET Core.

  • Distributed Cache 分散式快取

　　　　使用一個分散式快取來儲存資料在記憶體中，當應用部署在雲上或者伺服器叢集上時。快取是在這些處理請求的伺服器之間共享的。客戶端可以提交一個請求，請求可以被組群裡的任意伺服器處理，如果快取資料對於客戶端是可用的。ASP.NET Core提供了SQL Server和Redis分散式快取。

　　　　更多資訊：Distributed caching in ASP.NET Core.

  • Cache Tag Helper

　　　　使用Cache Tag從mvc頁面或者Razor Page中快取內容。Cache Tag Helper用記憶體快取資料。

　　　　更多資訊：Cache Tag Helper in ASP.NET Core MVC

  • Distributed Cache Tag Helper

　　　　在分散式雲或者web叢集場景中使用Distributed Cache Tag Helper 來快取Mvc view或者Razor Page中的內容。The Distributed Cache Tag Helper 用SQL Server或者Redis來快取資料。

　　　　更多資訊：Distributed Cache Tag Helper in ASP.NET Core.

ResponseCache attribute

為了在response caching (響應快取)上設定合適的頭,ResponseCacheAttribute 指出了必須的引數。(即，可以通過ResponseCacheAttribute,設定response caching上的頭的值)

注意：對於包含驗證資訊的客戶端內容，不允許快取。對於那些不會基於使用者的身份或者使用者是否登入而改變的內容，才應該允許被快取。

VaryByQueryKeys 隨著給出的query keys的集合的值，改變儲存的響應。When a single value of * is provided, the middleware varies responses by all request query string parameters. 

Response Caching Middleware 必須被允許設定VaryByQueryKeys屬性。否則，一個執行時異常會被丟擲。對於VaryByQueryKeys屬性，並沒有一個對應的HTTP頭部。這個屬性是一個被Response Caching Middleware 處理的HTTP 功能。對於中介軟體提供一個快取的響應，查詢字串和查詢字串值必須匹配之前的請求.(即,如果查詢字串和查詢字串值和之前的一樣時,中介軟體會直接返回一個快取的響應;否則，返回一個新的響應。)例如，考慮下表中的一系列的請求和結果：

第一個請求被伺服器返回，並且快取到中介軟體中。第二個請求是被中介軟體返回，因為查詢字串匹配之前的請求。第三個請求不是在中介軟體快取中的，因為查詢字串值不匹配之前的請求。

ResponseCacheAttribute用於配置和建立一個ResponseCacheFilter.    

ResponseCacheFilter執行的工作，更新合適的HTTP頭和響應的功能(即,ResponseCacheAttribute的功能)。The filter:

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

  • 根據設定在ResponseCacheAttribute中的屬性輸出合適的頭部

  • 更新the response caching HTTP feature如果VaryByQueryKeys被設定了

Vary

這個頭部會被寫，當VaryByHeader屬性被設定了。這個屬性(VaryByHeader)設定Vary屬性的值。下面是使用VaryByHeader屬性的例子：

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

用這個例子，使用瀏覽器工具觀察response headers(響應頭)。 下面的響應頭隨著Cache1 page response 被髮送了。

Cache-Control: public,max-age=30
Vary: User-Agent
NoStore and Location.None

NoStore重寫了大部分的其他屬性。當這個屬性被設定為true，Cache-Control頭被設定為no-store.

如果Location設定為None:

  • Cache-Control 設定為no-store, no-cache

  • Pragma設定為no-cache.

如果NoStore是false並且Location是None，Cache-Control ,和Pragma被設定為no-cache.

NoStore是典型的被設定為true，為了error pages. 示例中的Cache2 page生成響應頭，指示客戶端不要儲存響應。

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

這個示例應用返回Cache2 page 帶有下面的頭：

Cache-Control: no-store,no-cache
Pragma: no-cache
Location and Duration

為了可以快取，Duration必須被設定為一個積極的值並且Location必須是任意的或者Client. 這種情況下，Cache-Control頭被設定為location的值，並且跟著一個響應的max-age.

注意：

Location’s options of Any and Client轉化為Cache-Control頭的值分別為public和private. 正如之前提到的，設定Location為None會設定Cache-Control和Pramga頭為no-cache:

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

示例應用返回的Cache3 page 帶有下面的頭：

Cache-Control: public,max-age=10
Cache profiles

取代重複的在很多controller action attributes響應快取設定，cache profiles 可以被設定為options，當在Startup.ConfigureService中設定MVC/Razor Pages. 在引用的cache profiles中發現的值被用作預設值,隨著ResponseCacheAttribute並且被這個attribute上指定的任意properties重寫。(即很多重複的響應快取設定可以在Startup.ConfigureService中設定,再隨著ResponseCacheAttribute設定在action上)

建立一個cache profile. 下面的例子展示了30秒的cache profile，在示例應用的Startup.ConfigureServices:

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

這個示例應用的Cache4 page model 引用了Default30 cache profile:

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

這個ResponseCacheAttribute可以被用在：

  • Razor Page handlers(classes) - 屬性可以被用到處理方法

  • MVC controllers(classes)

  • MVC actions (methods) - Method-level attributes override the settings specified in class level attributes. 方法級別的會覆蓋類級別的

被Default30 profile導致的應用於Cache4 page response 的頭是：

Cache-Control: public,max-age=30

 

 參考資料：

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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