Redis分布式缓存承载于 “Microsoft.Extensions.Caching.Redis”这个NuGet包

Redis分布式缓存承载于 “Microsoft.Extensions.Caching.Redis”这个NuGet包中，我们需要手动添加针对该NuGet包的依赖。

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

var cache = new ServiceCollection().AddDistributedRedisCache(options => {
        options.Configuration	= "localhost";
        options.InstanceName 	= "Demo";
    })
.BuildServiceProvider()
.GetRequiredService<IDistributedCache>();

for (int index = 0; index < 5; index++)
{
    Console.WriteLine(await GetCurrentTimeAsync());
    await Task.Delay(1000);
}

async Task<DateTimeOffset> GetCurrentTimeAsync()
{
    var timeLiteral = await cache.GetStringAsync("CurrentTime");
    if (string.IsNullOrEmpty(timeLiteral))
    {
        await cache.SetStringAsync("CurrentTime", timeLiteral = DateTimeOffset.UtcNow.ToString());
    }
    return DateTimeOffset.Parse(timeLiteral);
}

从上面的代码片段可以看出，分布式缓存和内存缓存在总体编程模式上是一致的，我们需要先完成针对IDistributedCache服务的注册，然后利用依赖注入框架提供该服务对象来进行缓存数据的读和写。IDistributedCache服务的注册是通过调用IServiceCollection接口的AddDistributedRedisCache方法来完成的。我们在调用这个方法时提供了一个RedisCacheOptions对象，并利用它的Configuration和InstanceName属性设置Redis数据库的服务器与实例名称。

由于采用的是本地的Redis服务器，所以我们将Configuration属性设置为localhost。其实Redis数据库并没有所谓的实例的概念，RedisCacheOptions类型的InstanceName属性的目的在于当多个应用共享同一个Redis数据库时，缓存数据可以利用它进行区分。当缓存数据被保存到Redis数据库中的时候，对应的Key以InstanceName为前缀。应用程序启动后（确保Redis服务器被正常启动），如果我们利用浏览器来访问它，依然可以得到与图1类似的输出。

对于基于内存的本地缓存来说，我们可以将任何类型的数据置于缓存之中，但是分布式缓存涉及网络传输和持久化存储，置于缓存中的数据类型只能是字节数组，所以我们需要自行负责对缓存对象的序列化和反序列化工作。如上面的代码片段所示，我们先将表示当前时间的DateTime对象转换成字符串，然后采用UTF-8编码进一步转换成字节数组。我们调用IDistributedCache接口的SetAsync方法缓存的数据是最终的字节数组。我们也可以直接调用SetStringAsync扩展方法将字符串编码为字节数组。在读取缓存数据时，我们调用的是IDistributedCache接口的GetStringAsync方法，它会将字节数组转换成字符串。

缓存数据在Redis数据库中是以散列（Hash）的形式存放的，对应的Key会将设置的InstanceName属性作为前缀。为了查看在Redis数据库中究竟存放了哪些数据，我们可以按照图4所示的形式执行Redis命令获取存储的数据。从输出结果可以看出存入Redis数据库的不仅包括指定的缓存数据（Sub-Key为data），还包括其他两组针对该缓存条目的描述信息，对应的Sub-Key分别为absexp和sldexp，表示缓存的绝对过期时间（Absolute Expiration Time）和滑动过期时间（Sliding Expiration Time）。

图4　查看Redis数据库中存放的数据

[S1103]基于SQL Server的分布式缓存

除了使用Redis这种主流的NoSQL数据库来支持分布式缓存，还可以使用关系型数据库SQL Server。针对SQL Server的分布式缓存实现在NuGet包“Microsoft.Extensions.Caching.SqlServer”中，我们需要先确保该NuGet包被正常安装到演示的应用程序中。针对SQL Server的分布式缓存实际上就是将表示缓存数据的字节数组存放在SQL Server数据库的某个具有固定结构的数据表中，所以我们需要先创建这样一个缓存表。该表可以通过dotnet-sql-cache命令行工具进行创建。如果该命令行工具尚未安装，我们可以执行“dotnet tool install --global dotnet-sql-cache”进行安装。

具体来说，存储缓存数据的表可以采用命令行的形式执行“dotnet sql-cache create”命令来创建。执行这个命令应该指定的参数可以按照如下形式通过执行“dotnet sql-cache create --help”命令来查看。从图5可以看出，该命令需要指定三个参数，它们分别表示缓存数据库的连接字符串、缓存表的Schema和名称。

图5 dotnet sql-cache create命令的帮助文档

接下来只需要以命令行的形式执行“dotnet sql-cache create”命令就可以在指定的数据库中创建缓存表。对于演示的实例来说，可以按照图6所示的方式执行“dotnet sql-cache create”命令，该命令会在本机一个名为DemoDB的数据库中（数据库需要预先创建好）创建一个名为AspnetCache的缓存表，该表采用dbo作为Schema。

图6　执行“dotnet sql-cache create”命令创建缓存表

在所有的准备工作完成之后，我们只需要对上面的程序做如下修改就可以将缓存存储方式从Redis数据库切换到针对SQL Server的数据库。由于采用的同样是分布式缓存，所以针对缓存数据的设置和提取的代码不用做任何改变，我们需要修改的地方仅仅是服务注册部分。如下面的代码片段所示，我们调用IServiceCollection接口的AddDistributedSqlServerCache扩展方法完成了对应的服务注册。在调用这个方法的时候，我们通过设置SqlServerCacheOptions对象三个属性的方式指定了缓存数据库的连接字符串、缓存表的Schema和名称。

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        Host.CreateDefaultBuilder()
            .ConfigureWebHostDefaults(builder => builder.ConfigureServices(svcs => svcs.AddDistributedSqlServerCache(options =>
                {
                    options.ConnectionString = "server=.;database=demodb;uid=sa;pwd=password";
                    options.SchemaName 	= "dbo";
                    options.TableName 	= "AspnetCache";
                }))
                .Configure(app => app.Run(async context =>
                {
                    var cache = context.RequestServices.GetRequiredService<IDistributedCache>();
                    var currentTime = await cache.GetStringAsync("CurrentTime");
                    if (null == currentTime)
                    {
                        currentTime = DateTime.Now.ToString();
                        await cache.SetAsync("CurrentTime", Encoding.UTF8.GetBytes(currentTime));
                    }
                    await context.Response.WriteAsync($"{currentTime}({DateTime.Now})");

                })))
            .Build()
            .Run();
    }
}

若要查看最终存入SQL Server数据库中的缓存数据，我们只需要在数据库中查看对应的缓存表即可。对于演示实例缓存的时间戳，它会以图7所示的形式保存在我们创建的缓存表（AspnetCache）中。与基于Redis数据库的存储方式类似，与缓存数据的值一并存储的还包括缓存的过期信息。

图7　存储在缓存表中的数据

 

分类: [02] 编程技巧