.NET9 混合缓存HybridCache使用说明

2025-01-14 .NET9 混合缓存 HybridCache 26 0

在 .NET 9 中，HybridCache 是一种缓存策略，它结合了不同类型的缓存存储（例如内存缓存和分布式缓存）。这种混合缓存模式允许在应用程序中使用快速的本地内存缓存，同时利用分布式缓存作为持久化的后备缓存。这样可以提高性能并避免缓存穿透和缓存雪崩的问题。

.NET9 混合缓存HybridCache使用说明

1. HybridCache 简介

HybridCache 是 .NET 9 引入的一种新的缓存策略，目的是结合不同的缓存系统进行缓存优化。它通常是内存缓存和分布式缓存（例如 Redis）的结合体。

它通过以下几种方式优化缓存：

内存缓存：存储在本地内存中，速度较快，但如果应用程序重启或分布式环境中，缓存会丢失。
分布式缓存：存储在远程服务器上（如 Redis），可以跨多个实例共享，但访问速度相对较慢。

2. 配置 HybridCache

为了使用 HybridCache，需要先配置内存缓存和分布式缓存（如 Redis）。

步骤 1：添加依赖项

在项目中添加所需的 NuGet 包：

dotnet add package Microsoft.Extensions.Caching.Memory
dotnet add package Microsoft.Extensions.Caching.StackExchangeRedis

步骤 2：配置缓存服务

在 Program.cs 或 Startup.cs 中配置 HybridCache：

using Microsoft.Extensions.Caching.Memory;
using Microsoft.Extensions.Caching.Distributed;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);

// 配置内存缓存
builder.Services.AddMemoryCache();

// 配置分布式缓存 (Redis)
builder.Services.AddStackExchangeRedisCache(options =>
{
    options.Configuration = "localhost:6379"; // Redis 服务器地址
    options.InstanceName = "SampleApp:";
});

// 配置 HybridCache
builder.Services.AddHybridCache(options =>
{
    options.SetMemoryCache(options => options.SizeLimit = 1024 * 1024 * 100);  // 内存缓存大小限制为100MB
    options.SetDistributedCache(options => options.Cache = builder.Services.BuildServiceProvider().GetRequiredService<IDistributedCache>());
});

var app = builder.Build();

// 使用 HybridCache 的代码

app.Run();

3. 使用 HybridCache

配置完成后，可以在控制器、服务或任何需要缓存的地方使用 HybridCache。

示例 1：缓存数据

using Microsoft.Extensions.Caching.Memory;
using Microsoft.Extensions.Caching.Distributed;
using Microsoft.Extensions.Caching.Hybrid;
using System.Text.Json;

public class ProductService
{
    private readonly IHybridCache _hybridCache;
    private readonly IDistributedCache _distributedCache;
    private readonly IMemoryCache _memoryCache;

    public ProductService(IHybridCache hybridCache, IDistributedCache distributedCache, IMemoryCache memoryCache)
    {
        _hybridCache = hybridCache;
        _distributedCache = distributedCache;
        _memoryCache = memoryCache;
    }

    public async Task<string> GetProductDataAsync(string productId)
    {
        // 优先从 HybridCache 中获取数据
        var cacheKey = $"Product_{productId}";

        // 尝试获取缓存中的数据
        var cachedData = await _hybridCache.GetStringAsync(cacheKey);
        if (!string.IsNullOrEmpty(cachedData))
        {
            return cachedData;
        }

        // 模拟从数据库获取数据
        var productData = $"Product data for {productId}";

        // 缓存数据到 HybridCache 中
        await _hybridCache.SetStringAsync(cacheKey, productData, TimeSpan.FromMinutes(10));

        return productData;
    }
}

示例 2：设置缓存时选择存储策略

public async Task SetProductDataAsync(string productId, string data)
{
    var cacheKey = $"Product_{productId}";

    // 使用 HybridCache，将数据同时存储到内存和分布式缓存中
    await _hybridCache.SetStringAsync(cacheKey, data, TimeSpan.FromMinutes(10));
}

4. HybridCache 的工作原理

HybridCache 会首先尝试从内存缓存中获取数据，如果内存缓存中不存在数据，则会退回到分布式缓存（例如 Redis）。如果分布式缓存也没有数据，应用程序可以从数据库或其他数据源获取数据，并将其存储在两者缓存中。

缓存的优先级：

内存缓存（MemoryCache）：缓存的主要存储位置，优先使用。它的访问速度较快。
分布式缓存（DistributedCache）：当内存缓存不可用时，HybridCache 会回退到分布式缓存。

缓存穿透：

如果数据不在内存缓存或分布式缓存中，可以从数据库等外部存储中加载数据，并将其缓存到两个缓存中。

缓存雪崩：

通过将缓存分为两种存储方式，避免了当某个缓存失效时对性能造成影响。因为在数据不在内存缓存中时，它可以从分布式缓存中恢复。

5. 缓存策略的优化

过期策略：通过设置适当的过期时间（例如 10 分钟），避免缓存中的数据永远存在，导致内存占用过多。

缓存大小限制：可以为内存缓存设置大小限制，以防止占用过多内存。

6. 总结

HybridCache 结合了内存缓存和分布式缓存，适用于需要同时利用两者优势的应用程序。它通过内存缓存快速响应请求，并通过分布式缓存提供持久化存储，确保高可用性。HybridCache 适用于分布式系统、微服务架构等场景。这种缓存策略在处理高并发、高可用的应用程序中非常有用。