ASP.NET Core中的Http缓存

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2021-07-05 01:12 536阅读 0赞

## ASP.NET Core中的`Http`缓存 ##

`Http`响应缓存可减少客户端或代理对web服务器发出的请求数。响应缓存还减少了web服务器生成响应所需的工作量。响应缓存由`Http`请求中的`header`控制。

而ASP.NET Core对其都有相应的实现，并不需要了解里面的工作细节，即可对其进行良好的控制。

## 了解Http缓存 ##

`Http`协议中定义了许多缓存，但总体可以分为`强缓存`和`协商缓存`两类。  
![在这里插入图片描述][20200801231209309.png]

### 强缓存 ###

强缓存是指缓存命中时，客户端不会向服务器发请求，浏览器F12能看到响应状态码为200，`size`为`from cache`，它的实现有以下几种方式：

#### `Expires` – 绝对时间 ####

示例：`Expires:Thu,31 Dec 2037 23:59:59 GMT`，就表示缓存有效期至2037年12月31日，在这之前浏览器都不会向服务器发请求了（除非按`F5/Ctrl+F5`刷新）。

#### `Cache-Control` – 相对时间/更多控制 ####

绝对时间是一个绝对时间，因为计算时不方便；而且服务端是依据服务器的时间来返回，但客户端却需要依据客户的时间来判断，因此也容易失去控制。

`Cache-Control`有以下选项（可以多选）：

1.  `max-age`: 指定一个时间长度，在这个时间段内缓存是有效的，单位是秒(s)。  
    例如设置`Cache-Control:max-age=31536000`，也就是说缓存有效期为`31536000/24/60/60=365`天。
2.  `s-maxage`: 同max-age，覆盖`max-age、Expires`，但仅适用于共享缓存，在私有缓存中被忽略。
3.  `public`: 表明响应可以被任何对象（发送请求的客户端、代理服务器等等）缓存。
4.  `private`: 表明响应只能被单个用户（可能是操作系统用户、浏览器用户）缓存，是非共享的，不能被代理服务器缓存。
5.  `no-cache`: 强制所有缓存了该响应的用户，在使用已缓存的数据前，发送带验证器的请求到服务器。**（不是字面意思上的不缓存）**
6.  `no-store`: 禁止缓存，每次请求都要向服务器重新获取数据。
7.  `must-revalidate`:指定如果页面是过期的，则去服务器进行获取。（意思是浏览器在某些情况下，缓存失效后仍可使用老缓存，加了这个头，失效后就必须验证，**并不是字面上有没有过期都验证**）

其中最有意思的要数`no-cache`和`must-revalidate`了，因为它们的表现都不是字面意义。

`no-cache`并不是字面上的不缓存，而是会一直服务端验证（真实意义很像字面上的`must-revalidate`）。

而`must-revalidate`是只是为了给浏览器强调，缓存过期后，**千万要遵守约定重新验证**。

### 协商缓存 ###

**协商缓存**是指缓存命中时，服务器返回`Http`状态码为`304`但无内容(`Body`)，没命中时返回`200`有内容。

在要精细控制时，协商缓存比强缓存更有用，它有`Last-Modified`和`ETag`两种。

#### Last-Modified/If-Modify-Since（对比修改时间） ####

示例：

服务器：Last-Modified: Sat, 27 Jun 2015 16:48:38 GMT
    客户端：If-Modified-Since: Sat, 27 Jun 2015 16:48:38 GMT

#### ETag/If-None-Match（对比校验码） ####

服务器：ETag: W/"0a0b8e05663d11:0"
    客户端：If-None-Match: W/"0a0b8e05663d11:0"

### 清缓存要点 ###

*  按F5刷新时，强缓存失效
 *  按Ctrl+F5刷新时 强缓存和协商缓存都失效

## ASP.NET Core的Http缓存使用 ##

`ASP.NET Core`中提供了`ResponseCacheAttribute`来实现缓存，它的定义如下：

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Method, AllowMultiple = false, Inherited = true)]
    public class ResponseCacheAttribute : Attribute, IFilterFactory, IFilterMetadata, IOrderedFilter
    { 
        public ResponseCacheAttribute();
        public string CacheProfileName {  get; set; }
        public int Duration {  get; set; }
        public bool IsReusable {  get; }
        public ResponseCacheLocation Location {  get; set; }
        public bool NoStore {  get; set; }
        public int Order {  get; set; }
        public string VaryByHeader {  get; set; }
        public string[] VaryByQueryKeys {  get; set; }
    }

其中，`ResponseCacheLocation`定义了缓存的位置，是重点：

// Determines the value for the "Cache-control" header in the response.
    public enum ResponseCacheLocation
    { 
        // Cached in both proxies and client. Sets "Cache-control" header to "public".
        Any = 0,
        // Cached only in the client. Sets "Cache-control" header to "private".
        Client = 1,
        // "Cache-control" and "Pragma" headers are set to "no-cache".
        None = 2
    }

注意看源文件中的注释，`Any`表示`Cache-Control: public`，`Client`表示`Cache-Control: private`，`None`表示`Cache-Control: no-cache`。

> 注意`ResponseCacheLocation`并没有定义将缓存放到服务器的选项。

其中`Duration`表示缓存时间，单位为秒，它将翻译为`max-age`。

另外可以通过`VaryByHeader`和`VaryByQueryKeys`来配置缓存要不要通过`header`和`query string`来变化，其中`VaryByHeader`是通过`Http`协议中的`Vary`头来实现的，`VaryByQueryKeys`必须通过`Middleware`来实现。

> 不要误会，所有`ResponseCacheAttribute`的属性配置都不会在服务端缓存你的响应数据（虽然你可能有这种错觉），它和输出缓存不同，它没有状态，只用来做客户端强缓存。

如果不想缓存，则设置`NoStore = true`，它会设置`cache-control: no-store`，我们知道`no-store`的真实意思是不缓存。一般还会同时设置`Location = ResponseCacheLocation.None`，它会设置`cache-control: no-cache`（真实意思是表示一定会验证）。

注意单独设置`Location = ResponseCacheLocation.None`而不设置`NoStore`并不会有任何效果。

### 示例1 ###

这是一个很典型的使用示例：

public class HomeController : Controller
    { 
        [ResponseCache(Duration = 3600, Location = ResponseCacheLocation.Client)]
        public IActionResult Data()
        { 
            return Json(DateTime.Now);
        }
    }

我定义了`3600`秒的缓存，并且`cache-control`应该为`private`，生成的`Http`缓存头可以通过如下C\#代码来验证：

using var http = new HttpClient();
    var resp1 = await http.GetAsync("https://localhost:55555/home/data");
    Console.WriteLine(resp1.Headers.CacheControl.ToString());
    Console.WriteLine(await resp1.Content.ReadAsStringAsync());

输入结果如下：

max-age=3600, private
    "2020-03-07T21:35:01.5843686+08:00"

另外，`ResponseCacheAttribute`也可以定义在`Controller`级别上，表示整个`Controller`都受到缓存的影响。

### `CacheProfileName`示例 ###

另外，如果需要共用缓存配置，可以使用`CacheProfileName`，将缓存提前定义好，之后直接传入这个定义名即可使用：

.ConfigureServices(s =>
    { 
        s.AddControllers(o =>
        { 
            o.CacheProfiles.Add("3500", new CacheProfile
            { 
                Duration = 3500, 
                Location = ResponseCacheLocation.Client,
            });
        });
    });

这样我就定义了一个名为`3500`的缓存，稍后在`Controller`中我只需传入`CacheProfileName = 3500`即可：

public class HomeController : Controller
    { 
        [ResponseCache(CacheProfileName = "3500")]
        public IActionResult Data()
        { 
            return Json(DateTime.Now);
        }
    }

## 总结 ##

Http缓存分为强缓存和协商缓存，ASP.NET Core提供了便利的`ResponseCacheAttribute`实现了强缓存，还能通过`Profile`来批量配置多个缓存点。

但`ASP.NET MVC`并没有提供协商缓存实现，因为这些多半和业务逻辑相关，需要自己写代码。静态文件是特例，`Microsoft.AspNetCore.StaticFiles`中提供有，因为静态文件的逻辑很清晰。

ASP.NET中的`OutputCacheAttribute`在`ASP.NET Core`中不复存在，取而代之的是`app/services.AddResponseCaching()`，这些和`Http`协议不相关。

有机会我会具体聊聊这些缓存。

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