Lind.DDD.Caching分布式数据集缓存介绍
戏说当年
大叔原创的分布式数据集缓存在之前的企业级框架里介绍过，大家可以关注《我心中的核心组件（可插拔的AOP）~第二回 缓存拦截器》，而今天主要对Lind.DDD.Caching进行更全面的解决，设计思想和主要核心内容进行讲解。其实在很多缓存架构在业界有很多，向.net运行时里也有Cache，也可以实现简单的数据缓存的功能，向前几年页面的静态化比较流行，就出现了很多Http的“拦截器“，对当前HTTP响应的内容进行完整的页面缓存，缓存的文件大多数存储到磁盘里，访问的时间直接将磁盘上的HTML文件进行输出，不用asp.net进行解析，也省去了链数据库的操作，所以在性能上有所提升，弊端就是和当前的页面（HTML内容）耦合度太大，所以，现在用这种原始的缓存方式的项目越来越少。
大叔的数据集缓存
比较页面缓存，数据集缓存就感觉优异了不少，它缓存的是数据，而不是页面，即它省去了链接数据库的时间，而直接用缓存，文件，redis等中间件上返回内容，当前你的中间件为了提升性能，可以采用集群机制，这在一些NoSql上实现非常容易，或者说Nosql就是为了缓存而产生的，呵呵！
缓存特性
这个CachingAttribute 特性被使用者添加到指定的方法上，有get,put,remove等枚举类型，分别为读缓存，写缓存和删除缓存。
/// <summary> /// 表示由此特性所描述的方法，能够获得来自Microsoft.Practices.EnterpriseLibrary.Caching基础结构层所提供的缓存功能。 /// </summary> [AttributeUsage(AttributeTargets.Method, AllowMultiple=false, Inherited=false)] public class CachingAttribute : Attribute { #region Ctor /// <summary> /// 初始化一个新的<c>CachingAttribute</c>类型。 /// </summary> /// <param name="method">缓存方式。</param> public CachingAttribute(CachingMethod method) { this.Method = method; } /// <summary> /// 初始化一个新的<c>CachingAttribute</c>类型。 /// </summary> /// <param name="method">缓存方式。</param> /// <param name="correspondingMethodNames">与当前缓存方式相关的方法名称。注：此参数仅在缓存方式为Remove时起作用。</param> public CachingAttribute(CachingMethod method, params string[] correspondingMethodNames) : this(method) { this.CorrespondingMethodNames = correspondingMethodNames; } #endregion #region Public Properties /// <summary> /// 获取或设置缓存方式。 /// </summary> public CachingMethod Method { get; set; } /// <summary> /// 获取或设置一个<see cref="Boolean"/>值，该值表示当缓存方式为Put时，是否强制将值写入缓存中。 /// </summary> public bool Force { get; set; } /// <summary> /// 获取或设置与当前缓存方式相关的方法名称。注：此参数仅在缓存方式为Remove时起作用。 /// </summary> public string[] CorrespondingMethodNames { get; set; } #endregion }
缓存拦截器
拦截器起源于面向切面的编程aop里，它也是aop设计的精髓，即将指定方法拦截，然后注入新的代码逻辑，在不修改原有代码的情况下，完成这个功能，在拦截器里，我们为不同的项目添加了不同的名称，这是为了避免在多项目情况下，缓存键名重复的问题，因为我们的缓存内容都是存储在同一个中间件上的。
/// <summary> /// 表示用于方法缓存功能的拦截行为。 /// </summary> public class CachingBehavior : IInterceptionBehavior { /// <summary> /// 缓存项目名称，每个项目有自己的名称 /// 避免缓存键名重复 /// </summary> static readonly string cacheProjectName = System.Configuration.ConfigurationManager.AppSettings["CacheProjectName"] ?? "DataSetCache"; #region Private Methods /// <summary> /// 根据指定的<see cref="CachingAttribute"/>以及<see cref="IMethodInvocation"/>实例， /// 获取与某一特定参数值相关的键名。 /// </summary> /// <param name="cachingAttribute"><see cref="CachingAttribute"/>实例。</param> /// <param name="input"><see cref="IMethodInvocation"/>实例。</param> /// <returns>与某一特定参数值相关的键名。</returns> private string GetValueKey(CachingAttribute cachingAttribute, IMethodInvocation input) { switch (cachingAttribute.Method) { // 如果是Remove，则不存在特定值键名，所有的以该方法名称相关的缓存都需要清除 case CachingMethod.Remove: return null; case CachingMethod.Get:// 如果是Get或者Put，则需要产生一个针对特定参数值的键名 case CachingMethod.Put: if (input.Arguments != null && input.Arguments.Count > 0) { var sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < input.Arguments.Count; i++) { if (input.Arguments[i] == null) break; if (input.Arguments[i].GetType().BaseType == typeof(LambdaExpression))//lambda处理 { string result = ""; try { var exp = input.Arguments[i] as LambdaExpression; var arr = ((System.Runtime.CompilerServices.Closure)(((System.Delegate)(Expression.Lambda(exp).Compile().DynamicInvoke())).Target)).Constants; Type t = arr[0].GetType(); foreach (var member in t.GetFields()) { result += "_" + member.Name + "_" + t.GetField(member.Name).GetValue(arr[0]); } result = result.Remove(0, 1); } catch (NullReferenceException) { //lambda表达式异常，可能是没有字段，如这种格式i=>true，会产生NullReferenceException异常. } sb.Append(result.ToString()); } else if (input.Arguments[i].GetType() != typeof(string)//类和结构体处理 && input.Arguments[i].GetType().BaseType.IsClass) { var obj = input.Arguments[i]; Type t = obj.GetType(); string result = ""; #region 提取类中的字段和属性 foreach (var member in t.GetProperties())//公开属性 { result += member.Name + "_" + t.GetProperty(member.Name).GetValue(obj) + "_"; } foreach (var member in t.GetFields(BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance))//私有和公用字段 { result += member.Name + "_" + t.GetField(member.Name, BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance).GetValue(obj) + "_"; } #endregion result = result.Remove(result.Length - 1); sb.Append(result.ToString()); } else//简单值类型处理 { sb.Append(input.Arguments[i].ToString()); } if (i != input.Arguments.Count - 1) sb.Append("_"); } return sb.ToString(); } else return "NULL"; default: throw new InvalidOperationException("无效的缓存方式。"); } } #endregion #region IInterceptionBehavior Members /// <summary> /// 获取当前行为需要拦截的对象类型接口。 /// </summary> /// <returns>所有需要拦截的对象类型接口。</returns> public IEnumerable<Type> GetRequiredInterfaces() { return Type.EmptyTypes; } /// <summary> /// 通过实现此方法来拦截调用并执行所需的拦截行为。 /// </summary> /// <param name="input">调用拦截目标时的输入信息。</param> /// <param name="getNext">通过行为链来获取下一个拦截行为的委托。</param> /// <returns>从拦截目标获得的返回信息。</returns> public IMethodReturn Invoke(IMethodInvocation input, GetNextInterceptionBehaviorDelegate getNext) { var method = input.MethodBase; //键值前缀 string prefix = cacheProjectName + "_"; var baseInterfaces = input.Target.GetType().GetInterfaces(); if (baseInterfaces != null && baseInterfaces.Any()) { foreach (var item in baseInterfaces) { prefix += item.ToString() + "_"; } } //键名，在put和get时使用 var key = prefix + method.Name; if (method.IsDefined(typeof(CachingAttribute), false)) { var cachingAttribute = (CachingAttribute)method.GetCustomAttributes(typeof(CachingAttribute), false)[0]; var valKey = GetValueKey(cachingAttribute, input); switch (cachingAttribute.Method) { case CachingMethod.Get: try { if (CacheManager.Instance.Exists(key, valKey)) { var obj = CacheManager.Instance.Get(key, valKey); var arguments = new object[input.Arguments.Count]; input.Arguments.CopyTo(arguments, 0); return new VirtualMethodReturn(input, obj, arguments); } else { var methodReturn = getNext().Invoke(input, getNext); CacheManager.Instance.Add(key, valKey, methodReturn.ReturnValue); return methodReturn; } } catch (Exception ex) { return new VirtualMethodReturn(input, ex); } case CachingMethod.Put: try { var methodReturn = getNext().Invoke(input, getNext); if (CacheManager.Instance.Exists(key)) { if (cachingAttribute.Force) { CacheManager.Instance.Remove(key); CacheManager.Instance.Add(key, valKey, methodReturn.ReturnValue); } else CacheManager.Instance.Put(key, valKey, methodReturn.ReturnValue); } else CacheManager.Instance.Add(key, valKey, methodReturn.ReturnValue); return methodReturn; } catch (Exception ex) { return new VirtualMethodReturn(input, ex); } case CachingMethod.Remove: try { var removeKeys = cachingAttribute.CorrespondingMethodNames; foreach (var removeKey in removeKeys) { string delKey = prefix + removeKey; if (CacheManager.Instance.Exists(delKey)) CacheManager.Instance.Remove(delKey); } var methodReturn = getNext().Invoke(input, getNext); return methodReturn; } catch (Exception ex) { return new VirtualMethodReturn(input, ex); } default: break; } } return getNext().Invoke(input, getNext); } /// <summary> /// 获取一个<see cref="Boolean"/>值，该值表示当前拦截行为被调用时，是否真的需要执行 /// 某些操作。 /// </summary> public bool WillExecute { get { return true; } } #endregion }
缓存实现者
目前大叔的框架中，数据集缓存有redis和内容两种实现方式，在多web服务器的情况下，只能采用redis这种中间存储服务器。
缓存生产者
缓存生产者与日志，消息等生产者类似，由于全局使用一个实例即可，所以在设计时采用了单例模式，工厂模式，策略模式等，目前在工厂里只有EntLib内存缓存和redis分布式缓存两种，详细请见代码。
/// <summary> /// 缓存持久化工厂类 /// 可以由多种持久化的策略 /// 策略模式和工厂模式的体现 /// </summary> public sealed class CacheManager : ICacheProvider { #region Private Fields private readonly ICacheProvider _cacheProvider; private static readonly CacheManager _instance; #endregion #region Ctor static CacheManager() { _instance = new CacheManager(); } /// <summary> /// 对外不能创建类的实例 /// </summary> private CacheManager() { string strategyName = ConfigConstants.ConfigManager.Config.AoP_CacheStrategy ?? "EntLib"; switch (strategyName) { case "EntLib": _cacheProvider = new EntLibCacheProvider(); break; case "Redis": _cacheProvider = new RedisCacheProvider(); break; default: throw new ArgumentException("缓存持久化方法不正确，目前只支持EntLib和Redis"); } } #endregion #region Public Properties /// <summary> /// 获取<c>CacheManager</c>类型的单件（Singleton）实例。 /// </summary> public static CacheManager Instance { get { return _instance; } } #endregion #region ICacheProvider Members /// <summary> /// 向缓存中添加一个对象。 /// </summary> /// <param name="key">缓存的键值，该值通常是使用缓存机制的方法的名称。</param> /// <param name="valKey">缓存值的键值，该值通常是由使用缓存机制的方法的参数值所产生。</param> /// <param name="value">需要缓存的对象。</param> public void Add(string key, string valKey, object value) { _cacheProvider.Add(key, valKey, value); } /// <summary> /// 向缓存中更新一个对象。 /// </summary> /// <param name="key">缓存的键值，该值通常是使用缓存机制的方法的名称。</param> /// <param name="valKey">缓存值的键值，该值通常是由使用缓存机制的方法的参数值所产生。</param> /// <param name="value">需要缓存的对象。</param> public void Put(string key, string valKey, object value) { _cacheProvider.Put(key, valKey, value); } /// <summary> /// 从缓存中读取对象。 /// </summary> /// <param name="key">缓存的键值，该值通常是使用缓存机制的方法的名称。</param> /// <param name="valKey">缓存值的键值，该值通常是由使用缓存机制的方法的参数值所产生。</param> /// <returns>被缓存的对象。</returns> public object Get(string key, string valKey) { return _cacheProvider.Get(key, valKey); } /// <summary> /// 从缓存中移除对象。 /// </summary> /// <param name="key">缓存的键值，该值通常是使用缓存机制的方法的名称。</param> public void Remove(string key) { _cacheProvider.Remove(key); } /// <summary> /// 获取一个<see cref="Boolean"/>值，该值表示拥有指定键值的缓存是否存在。 /// </summary> /// <param name="key">指定的键值。</param> /// <returns>如果缓存存在，则返回true，否则返回false。</returns> public bool Exists(string key) { return _cacheProvider.Exists(key); } /// <summary> /// 获取一个<see cref="Boolean"/>值，该值表示拥有指定键值和缓存值键的缓存是否存在。 /// </summary> /// <param name="key">指定的键值。</param> /// <param name="valKey">缓存值键。</param> /// <returns>如果缓存存在，则返回true，否则返回false。</returns> public bool Exists(string key, string valKey) { return _cacheProvider.Exists(key, valKey); } #endregion }
最后，我们的缓存使用需要在接口的方法或者虚方法上进行声明，因为我们的拦截使用了Microsoft.Practices.Unity.InterceptionExtension.Configuration.InterceptionConfigurationExtension拦截器组件，实现原因是生成一个代理类，并重写指定的被拦截的方法，所以要求你的方法是接口方法或者虚方法。
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作者：仓储大叔，张占岭，
荣誉：微软MVP
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