1. 快取
快取指的是在軟體應用執行過程中，將一些資料生成副本直接進行存取，而不是從原始源（資料庫，業務邏輯計算等）讀取資料，減少生成內容所需的工作，從而顯著提高應用的效能和可伸縮性，使用好快取技術，有利於提高我們提升使用者體驗性。
對於快取的使用有以下一些注意點：
- 快取最適用於不常更改且生成成本很高的資料。
- 程式碼應始終具有回退選項，以提取資料，而不依賴於可用的快取值。
我們應該以從不依賴於快取資料的方式編寫和測試應用。快取是會失效的，我們在進行應用開發時應該考慮到快取失效的情況，提供快取失效時按照正常邏輯獲取相關資料的方式。 - 快取使用短缺資源：記憶體。 我們應該限制快取增長：
- 不要將外部輸入插入到快取中。 例如，不建議使用使用者提供的任意輸入作為快取鍵，因為輸入可能會消耗不可預測的記憶體量。
- 使用過期限制快取增長。
- 應當限制快取的大小，避免快取過度增長
軟體開發中對快取的使用一般有兩種情況，一種是記憶體快取，一種是分散式快取。
2. NET Core 的記憶體快取
記憶體快取是最簡單的一種快取方式，就是使用應用所在的伺服器的記憶體來儲存一些資料副本，利用記憶體讀寫比磁碟、網路請求快的特點來提供應用效能。記憶體快取一般應用於單機應用，一旦應用重啟，記憶體快取中的資料就會丟失。
如果是在伺服器場（多個伺服器）中執行的應用使用記憶體快取，應確保在使用記憶體中快取時會話是粘滯的。 粘滯會話可確保來自客戶端的請求都轉到同一伺服器。
2. 1 記憶體快取啟用
.NET Core 框架下對於記憶體快取的使用是透過 IMemoryCache ，可以透過將其註冊到容器中，之後在需要的地方注入使用。對於大多數應用，在 Program.cs 中呼叫許多其他 Add{Service} 方法可以啟用 IMemoryCache，例如 AddMvc、AddControllersWithViews、AddRazorPages、AddMvcCore().AddRazorViewEngine 等 。
如果應用中沒有使用到上述的這些方法，我們也可以自行引入 Microsoft.Extensions.Caching.Memory Nuget 包，透過 AddMemoryCache 方法啟動記憶體快取。為了方便演示，以下示例使用 .NET 6 控制檯應用。
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.Extensions.Hosting;
Host.CreateDefaultBuilder(args)
.ConfigureServices(services =>
{
services.AddMemoryCache();
})
.Build().Run();
2. 2 記憶體快取基本用法
記憶體快取的使用，只需要將 IMemoryCache 服務注入到類中進行使用即可。我們可以透過 TryGetValue 方法嘗試從快取中獲取資料，透過 Set 方法向快取中新增資料。
public interface ICacheService
{
public void PrintDateTimeNow();
}
public class CacheService : ICacheService
{
public const string CacheKey = "CacheTime";
private readonly IMemoryCache _cache;
public CacheService(IMemoryCache memoryCache)
{
_cache = memoryCache;
}
public void PrintDateTimeNow()
{
var time = DateTime.Now;
if(!_cache.TryGetValue(CacheKey, out DateTime cacheValue))
{
cacheValue = time;
_cache.Set(CacheKey, cacheValue);
}
time = cacheValue;
Console.WriteLine("快取時間：" + time.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
Console.WriteLine("當前時間：" + DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
}
}
using CacheSample;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.Extensions.Hosting;
var host = Host.CreateDefaultBuilder(args)
.ConfigureServices(services =>
{
services.AddMemoryCache();
services.AddTransient<ICacheService, CacheService>();
})
.Build();
var service = host.Services.GetRequiredService<ICacheService>();
service.PrintDateTimeNow();
Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(2)).Wait();
service.PrintDateTimeNow();
host.Run();
透過控制檯列印結果，可以看到，當前時間已經改變，但是快取的時間是之前的資料。
快取系統將快取項儲存為鍵值對，記憶體快取中鍵和值都可以是任意型別，不過一般情況下我們會將字串作為鍵。之後會講到的分散式快取中，則要求值必須是 byte[] 型別。
除此之外，還可以透過 GetOrCreate 或 GetOrCreateAsync 將獲取和新增的操作結合。
public class CacheService : ICacheService
{
public const string CacheKey = "CacheTime";
private readonly IMemoryCache _cache;
public CacheService(IMemoryCache memoryCache)
{
_cache = memoryCache;
}
public void PrintDateTimeNow()
{
//var time = DateTime.Now;
//if(!_cache.TryGetValue(CacheKey, out DateTime cacheValue))
//{
// cacheValue = time;
// _cache.Set(CacheKey, cacheValue);
//}
//time = cacheValue;
var time = _cache.GetOrCreate(CacheKey, cacheEntry =>
{
return DateTime.Now;
});
Console.WriteLine("快取時間：" + time.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
Console.WriteLine("當前時間：" + DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
}
}
除了 TryGetValue 方法外，如果你確定快取中一定存在相應的資料，還可以透過 Get 方法獲取資料，Get 方法支援泛型，可以直接進行型別轉換，但是如果快取中不存在該快取項，則會返回對應型別的預設值。
var timeCache = _cache.Get<DateTime>(CacheKey);![image]
2.3 快取過期設定
一般情況下，我們會對快取資料設定過期時間，一個是為將一些長期未被訪問的快取條目移除，避免快取過度增長，一方面是為了更新資料，避免長時間的資料副本和源資料不一致。
.NET Core 下記憶體快取的過期時間設定可以透過以下的方式：
(1) 透過 Set 方法設定
var time = DateTime.Now;
if (!_cache.TryGetValue(CacheKey, out DateTime cacheValue))
{
cacheValue = time;
// 設定絕對過期時間
// 兩種實現的功能是一樣的，只是時間設定的方式不同而已
// 傳入的是 AbsoluteExpirationRelativeToNow, 相對當前的絕對過期時間，傳入時間差，會根據當前時間算出絕對過期時間
_cache.Set(CacheKey, cacheValue, TimeSpan.FromSeconds(2));
// 傳入的是 AbsoluteExpiration，絕對過期時間，傳入一個DateTimeOffset物件，需要明確的指定具體的時間
// _cache.Set(CacheKey, cacheValue, DateTimeOffset.Now.AddSeconds(2));
}
time = cacheValue;
調整一下入口檔案的程式碼，如下：
var service = host.Services.GetRequiredService<ICacheService>();
service.PrintDateTimeNow();
Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(1)).Wait();
service.PrintDateTimeNow();
Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(2)).Wait();
service.PrintDateTimeNow();
可以看到，在第二次輸出的時候，快取沒過期，時間是不變的，第三次的時候快取過期了，時間改變了。
對於快取過期時間的設定，除了絕對過期時間，還有緩動過期時間。滑動過期時間是指，如果在規定的過期時間內快取有被再一次呼叫，過期時間就會重新更新，從頭開始計算，每次被呼叫都會重新開始。
Set 方法沒有直接的引數設定滑動過期時間，只能透過 MemoryCacheEntryOptions 物件設定，當然相對過期時間等其他配置也可以透過該物件設定。
var memoryCacheEntryOption = new MemoryCacheEntryOptions();
// 滑動過期時間是一個相對時間
memoryCacheEntryOption.SlidingExpiration = TimeSpan.FromSeconds(3);
_cache.Set(CacheKey, cacheValue, memoryCacheEntryOption);
可以看到，快取時間一直沒有變，因為雖然三次輸出時間加起來超過了三秒，但是三次輸出之間的間隔都沒有超過3秒，而每呼叫一次快取都會重新整理超時時間，所以快取一直沒有過期。
(2) 透過 CreateEntry 方法設定
var time = DateTime.Now;
if (!_cache.TryGetValue(CacheKey, out DateTime cacheValue))
{
cacheValue = time;
var entry = _cache.CreateEntry(CacheKey);
// 設定絕對過期時間
// 兩種實現的功能是一樣的，只是時間設定的方式不同而已
// 傳入的是 AbsoluteExpirationRelativeToNow, 相對當前的絕對過期時間，傳入時間差，會根據當前時間算出絕對過期時間
entry.AbsoluteExpirationRelativeToNow = TimeSpan.FromSeconds(2);
// 傳入的是 AbsoluteExpiration，絕對過期時間，傳入一個DateTimeOffset物件，需要明確的指定具體的時間
entry.AbsoluteExpiration = DateTimeOffset.Now.AddSeconds(2);
entry.Value = cacheValue;
}
time = cacheValue;
(3) 透過 GetOrCreate 或 GetOrCreateAsync 方法設定
var time = _cache.GetOrCreate(CacheKey, cacheEntry =>
{
// 兩種實現的功能是一樣的，只是時間設定的方式不同而已
// 相對當前的絕對過期時間，傳入時間差，會根據當前時間算出絕對過期時間
cacheEntry.AbsoluteExpirationRelativeToNow = TimeSpan.FromSeconds(3);
// 絕對過期時間，傳入一個DateTimeOffset物件，需要明確的指定具體的時間
// cacheEntry.AbsoluteExpiration = DateTimeOffset.Now.AddSeconds(2);
// 滑動過期時間是一個相對時間
cacheEntry.SlidingExpiration = TimeSpan.FromSeconds(3);
return DateTime.Now;
});
GetOrCreate 或 GetOrCreateAsync 方法的回撥引數其實就是實現了 ICacheEntry 介面的物件。
這裡同時設定了絕對過期時間和滑動過期時間，對於一個快取項，僅具有滑動過期時間的快取項集有永不過期的風險。 如果在滑動過期間隔內重複訪問快取項，則該項永遠不會過期。 將滑動過期與絕對過期相結合，以確保專案過期。 絕對過期時間設定一個上限，即在滑動過期間隔內未請求該項時，仍允許該項提前過期的時間。 如果經過了可調到期間隔或絕對到期時間，則會從快取中逐出項。
可以看到輸出結果如下：
第三次呼叫的時候，時間改變了，這是因為輸入滑動過期時間一直在更新，但是絕對過期時間超過了，所以快取失效了。
這一篇就先到這裡，後面還有內容，但是考慮到如果全塞在一篇裡面的話，這篇文章就太長了，大家的閱讀體驗會不大好，所以就拆成兩篇了。
參考文章：
ASP.NET Core 中的記憶體中快取
ASP.NET Core 系列：