Asp.Net MVC 快取

Asp.Net MVC 快取

快取是一種儲存資源副本並在下次請求時直接使用該副本的技術。當 web 快取發現請求的資源已經被儲存，它會攔截請求，返回該資源的拷貝。

Web應用快取技術大體上可以分為兩類:服務端快取和客戶端快取。兩種目標都是減少重複性內容的生成和網路傳輸工作，因為快取資料儲存的位置不同，而分為服務端快取和客戶端快取。

服務端快取

服務端快取技術關注於服務端資料查詢，生成或者操作技術。主要就是減少處理請求的工作量，減少資料庫查詢次數和生成HTML資料的CPU週期--減少每個bit的資料。
對於服務端快取來說，不管是重新整理頁面，重新輸入地址，還是Control+F5都不會規避快取，如果快取資料有效，一定是請求的快取資料。

輸出快取(Output Cache)

輸出快取是Asp.Net下最常用的快取機制。輸出快取，快取服務端生成的HTML資料--快取Action下返回資料（Html/Json）。這樣，在每次呼叫相同的Action時，就不需要再次執行Action方法。

快取位置（Location）

OutputCache使快取的內容一般放在三個位置上：服務端，代理伺服器，瀏覽器客戶端。通過Loaction屬性可以設定快取的位置。

Loaction屬性有如下值：

• Any
• Client
• Downstream
• Server
• None
• ServerAndClient

預設值為Any，就是在三個位置都會快取。但是應該根據不同的情況使用不同的快取位置。比如：要快取的內容是針對特定使用者的，每個使用者都會不同。這樣的話，該快取就不能儲存在伺服器上。應該儲存在瀏覽器客戶端上。

使用Output Cache

在Controller或者Action上新增[OutputCache]特性，使得被新增的Controller或Action可以快取返回的資料。(在Action新增會快取當前的Action，在Controller會快取該Controller下的所有Action)

如下程式碼:當第一次方法該Action時，開始計時10秒，此10秒內所有訪問該Action的請求都會請求快取資料。當10秒結束後，再重新開始等待新一次請求，開始新的10秒快取。就是每隔10秒丟掉舊快取，等待新的請求，更新快取資料。

using System.Web.Mvc;
using System.Web.UI；

namespace MvcApplication1.Controllers
{
    public class HomeController : Controller
    {
        //快取時間10秒，快取變數為無，快取位置為服務端
        [OutputCache(Duration=10, VaryByParam="none"， Location = OutputCacheLocation.Server)]
        public ActionResult Index()
        {
            return View();
        }
    }
}

View:

@{
    ViewBag.Title = "Index";
}

<h2>Index</h2>

<p>@DateTime.Now.ToString()</p>

點選F12,檢視請求

需要注意的是：

1. 該快取時間是絕對時間。
2. 此快取是對所有訪問該頁面的使用者都有效。
3. 不能保證快取一定有效。當記憶體資源不夠時，快取就會自動地將沒用的或者優先順序低快取清除。

---

客戶端快取

除了服務端快取外，客戶端也可以快取資料。它避免了向伺服器重複提交獲取重複資料的請求，把一些重複資料快取到本地。服務端快取是為了更快的處理客戶端請求，而客戶端快取則是為了避免不必要的請求。

（瀏覽器會自動把靜態資源快取到瀏覽器）

MVC中指定Location值為OutputCacheLocation.Client 使快取在瀏覽器客戶端上。

using System.Web.Mvc;
using System.Web.UI;

namespace MvcApplication1.Controllers
{
    public class BadUserController : Controller
    {
        //快取時間為10秒，快取引數為無，快取位置為客戶端
        [OutputCache(Duration = 10, VaryByParam = "none",Location = OutputCacheLocation.Client)]
        public ActionResult ClientCache()
        {
            return View();
        }
    }
}

@{
    ViewBag.Title = "ClientCache";
}

<h2>ClientCache</h2>

<p>@DateTime.Now.ToString()</p>

客戶端快取和服務端快取不一樣。

重新整理，重新輸入地址，和Control+F5都有可能破壞客戶端快取，從服務端重新獲取資料。
瀏覽器重新整理，和重新輸入地址會避免請求該URL頁面的客戶端快取，只避免請求該URL頁面的快取。（如果該頁面有其他URL是被客戶端快取的，這些資源或頁面的快取不會被避免）。

那麼什麼情況下客戶端快取才有效？

通過URL訪問，客戶端快取才有效。

（頁面的靜態資源）

比如：

1. 頁面A是客戶端快取，同時頁面A有一個跳向頁面B的連結。
2. 通過A到達頁面B，同時頁面B也有一個連結，這個連結跳向A。
3. 通過B再次訪問A，此時頁面A獲取的資料就是客戶端的快取資料，並沒有請求服務端，是沒有請求服務端。不是304，status-code依然是200。

Status-Code:304/200(from cache)

• 304

  只有當客戶端和服務端同時都快取了資料。且快取沒有更新的時候，才會有304。即這個快取是要到服務端驗證（根據ETag和If-Modify-Since），該快取是否最新。如果要更新快取，從服務端獲取資料，status code：200，否則status code：304.

• 304 和200（from cache)區別

  304是會到服務端去校驗一次當前客戶端快取是否有效（根據ETag和If-Modify-Since）。而200（from cache）則沒有向服務端校驗，也沒有向服務端請求，直接使用了客戶端快取。

  有時我們又需要避免這種沒有向服務端請求，直接使用快取的情況。解決辦法就是更改這個快取的url，新增一個版本號或唯一值。這樣因為url的更改使得在客戶端沒有對應的url快取，就會從服務端重新獲取，再快取該URL的資料。

---

不同內容的輸出快取

之前的快取都是Action返回相同的內容。如果Action每次返回的內容不同，那又該怎麼快取這些不同的內容呢？

使用OutputCache特性的VaryByParam屬性來解決這個問題。當表單引數或查詢字串引數變化時，該屬效能夠建立同一個Action下不同的快取。

如下程式碼：Master 獲取列表。Details 獲取列表中選擇項的詳細內容。通過使用VaryByParam來快取不同的id的列表項的詳細內容。

using System.Web.Mvc;

namespace MvcApplication1.Controllers
{
    public class MoviesController : Controller
    {

        public MoviesController()
        {
            
        }

        [OutputCache(Duration=int.MaxValue, VaryByParam="none")]
        public ActionResult Master()
        {
            //獲取列表
            return View();
        }

        [OutputCache(Duration = int.MaxValue, VaryByParam = "id")]
        public ActionResult Details(int id)
        {
            //根據引數id，從資料庫中獲取指定詳細內容，並快取該內容。不同的id會得到不同的內容，自然也會有快取。
            //但是如果設定VaryByParam="none"那麼不管id是多少，都直接從快取中獲取資料，不執行該Action，這樣就會只返回第一次選擇項的資料。
            return View();
        }
    }
}

Details()操作包括一個帶有值“Id”的VaryByParam屬性。當將Id引數的不同值傳遞給控制器操作時，將生成不同的快取內容。

VaryByParam可以根據引數快取不同的內容

• 當VaryByParam="*"： 每當表單或查詢字串引數變化時，建立一個不同的快取版本。
• 當VaryByParam="none"： 不建立不同的快取內容,不根據引數快取不同的內容，即只有一個內容的快取。
• 當VaryByParam="引數列表"： 為不同的引數建立不同的快取版本。

---

快取配置

除了在OutputCache特性上直接配置快取策略，可以在web.config檔案中使用快取配置檔案，同一管理快取的策略。使用配置檔案相比直接使用屬性有如下幾點好處：

1. 可以實現一次定義，多處使用。

2. 可以修改web配置檔案，而無需重新編譯應用程式。(如果想把已經部署到生產環境中的應用程式禁用快取，可以修改web配置檔案中定義的快取配置。對web配置檔案的任何更改都將被自動檢測並應用。)

例如，web.config部分定義了一個名為“cache1Hour”的快取配置檔案。使用該配置項時，只需指定CacheProfile=配置項名稱即可。

<caching>
<outputCacheSettings>
    <outputCacheProfiles>
        <add name="Cache1Hour" duration="3600" varyByParam="none"/>
    </outputCacheProfiles>
</outputCacheSettings>
</caching>

using System;
using System.Web.Mvc;

namespace MvcApplication1.Controllers
{
    public class ProfileController : Controller
    {
        //配置檔案中的快取策略名稱賦值給CacheProfile
        [OutputCache(CacheProfile="Cache1Hour")]
        public string Index()
        {
            return DateTime.Now.ToString();
        }
    }
}

---

簡單介紹下Http快取的頭相關資訊：

訊息頭	值	型別	說明
Expires	Thu, 30 Nov 2017 08:21:14 GMT	響應	過期時間，為格林威治時間 (GMT)
Pragma	no-cache	響應	忽略瀏覽器快取（Http1.1用Cache-Control代替）
Cache-Control	no-cache	請求/響應	客戶端快取驗證
Cache-Control	no-store	請求/響應	不在任何地方儲存資料，不允許被快取
Cache-Control	max-age=[秒]	請求/響應	設定瀏覽器快取最長時間
Cache-Control	public	響應	快取在任何地方
Cache-Control	private	響應	快取該使用者的瀏覽器
Last-Modified	Thu, 30 Nov 2017 08:21:14 GMT	響應	告訴瀏覽器服務端最後一次修改的時間
If-Modified-Since	Thu, 30 Nov 2017 08:21:14 GMT	請求	如果瀏覽器中Last-Modofied有值，在請求中把值給If-Modified-Since,提交給服務端
ETag	3df04c15b968d31:0	響應	該資源及其版本在服務端的唯一標識
If-None-Match	3df04c15b968d31:0	請求	把上次請求中獲取到的ETag值，賦值給If-None-Match並提交給服務端
Vary	Accept-Encoding	響應	從多個快取副本中選擇匹配的版本

有幾個容易理解錯誤的點

• no-cache: 使用no-cache 指令的目的是為了防止從快取中使用過期的資源，所以每次使用快取時都要到服務端去驗證。從字面意思上很容易把no-cache誤解成為不快取，但事實上no-cache代表不快取過期的資源，快取會向源伺服器進行有效期確認後處理資源。
  
• no-store: 不儲存客戶端相關請求或伺服器響應的任何內容，即真正的不快取。

---

如有不對，請多多指教。

---

參考：

• Asp.Net MVC4 web程式設計
• Docs-Asp.Net