基礎

Redis 庫

C# 下 Redis-Client 開源的庫很多，有 BeetleX.Redis、csredis、Nhiredis、redis-sharp、redisboost、Rediska、ServiceStack.Redis、Sider、StackExchange.Redis、TeamDev Redis Client。

這里我們使用 StackExchange.Redis，另外 csredis 現在葉老板(Freesql作者)貢獻了大量維護，并且葉老板新開了一個叫 FreeRedis 的框架，目前正在開發(fā)中，有興趣可以參與開發(fā)或提出建議。

連接 Redis

創(chuàng)建一個 .NET Core 項目，Nuget 庫添加引用 StackExchange.Redis ，使用最新版本。

Redis 默認端口為 6379，如果要連接本地 Redis 服務：

ConnectionMultiplexer redis = ConnectionMultiplexer.Connect("localhost");
ConnectionMultiplexer redis = ConnectionMultiplexer.Connect("localhost:6379");
// ”{ip}:{port}“

如果使用 redis 集群，則使用 , 分隔地址：

ConnectionMultiplexer redis = ConnectionMultiplexer.Connect("server1:port1,server2:port2,server3:port3");

可能要注意區(qū)分集群模式，多 redis 實例的地址，適合主從模式的集群或者 redis culster 集群，哨兵模式筆者還沒有測試過。

能用 redis 干啥

redis 具有很多應用場景，一般使用到的場景有：

• 存儲數據(當數據庫使用)
• 利用 pub/sub 做消息隊列

接下來將介紹這兩種場景的使用方法。

Redis 數據庫存儲

訪問 redis 數據庫：

IDatabase db = redis.GetDatabase();

Redis 默認有 16 個數據庫，可以 GetDatabase(int db ) 獲取指定的數據庫。

使用了 redis cluster 集群的 redis 節(jié)點，只有一個數據庫，不能自由選擇。這里我們只需要使用 redis.GetDatabase() 即可 。

Redis 使用比較簡單的，大多時候，只要有相應的應用場景，我們查詢文檔很快就可以掌握，所以這里只介紹字符串的使用。

字符串

redis 的字符串參考：字符串string

IDatabase 中包含 string 類型的數據操作，其 API 使用 String 開頭，辨識度高。

設置一個字符串數據：

            db.StringSet("A", "這是一條字符串數據的值");
            var value = db.StringGet("A");

如果字符串使用 byte[] (二進制)存儲，也可以設置值：

            byte[] str=... ...
            db.StringSet("A", str;

Redis 里面，還有其它很多類型，這里我們只介紹字符串，因為 API 其實就那么些，用到的時候再學也可以的。先學字符串的使用，其它就是觸類旁通了。

訂閱發(fā)布

訂閱某個 Topic，當其改變狀態(tài)時，訂閱者可以收到通知，做分布式消息隊列也行。類似 MQTT 協(xié)議這樣。

獲取訂閱器：

ISubscriber sub = redis.GetSubscriber();

選擇訂閱的 Topic，并設置回調函數：

sub.Subscribe("Message", (channel, message) => {
    Console.WriteLine((string)message);
});

當某一方訂閱了 Message ，在另一個地方，有別的客戶端(也可以是自己)推送 Topic ：

sub.Publish("Message","你有一條新的消息，請注意查收");

Topic 推送后，訂閱方可以收到推送的消息。

測試代碼

            ISubscriber sub = redis.GetSubscriber();

            sub.Subscribe("Message", (channel, message) => {
                Console.WriteLine((string)message);
            });

            Thread.Sleep(1000);

            sub.Publish("Message","你有一條新的消息，請注意查收");

channel ：Topic 的名稱，即上面的 Message。

message：推送的消息內容。

RedisValue

使用 API 設置值的時候，都會有這個參數。因為 Redis 中的值只能是 “字符串”，因此 C# 中也要遵守這種規(guī)則，但是 C# 是強類型語言，而且有那么多值類型，只使用 string ，編寫代碼時會有諸多不便。

因此，就創(chuàng)建了 RedisValue 這個類型，里面有大量的隱式轉換重載，所以我們可以使用 C# 的簡單類型存儲數據以及獲取數據，避免手工轉換。

當然這個說法不是很準確，使用 RedisValue 主要考慮轉換方便。

入門的知識就介紹到這里，更多的 Redis 知識可以查看官方文檔。下面開始介紹 AS.NET Core 使用分布式緩存。

ASP.NET Core 緩存與分布式緩存

ASP.NET Core 里面有很多定義的標準接口，例如日志、緩存等，這些接口為開發(fā)者設置了統(tǒng)一的定義和功能，上層服務不需要變更代碼就能切換類庫，底層使用哪種庫對上層沒有影響。

ASP.NET Core 中的緩存，可以使用多種方式完成，例如 Redis，內存，關系型數據庫，文件緩存等。而且根據拓展性，可以分為本機緩存，分布式緩存。

本機緩存常見的是內存緩存，內存緩存可以存儲任何對象。 分布式緩存最常見的是 Redis，分布式緩存接口僅限 byte[](指參數，繼續(xù)看到后面的小節(jié)就明白了) 。 內存緩存和分布式緩存都使用鍵值對來存儲緩存項。

內存中的緩存

ASP.NET Core 的內存緩存

ASP.NET Core 內存緩存是指一般是單機(本機)使用的，一般這種內存緩存框架是 System.Runtime 或 Microsoft 包提供的，因為不需要考慮分布式或者復雜的結構，所以一般不需要第三方庫。這里的內存緩存并不只是指數據在內存中，所以需要區(qū)分 Redis 這類專業(yè)的緩存框架。且這里緩存只是作為提高性能而用。

這種緩存主要有兩種功能比較豐富的實現 System.Runtime.Caching 和MemoryCache。

在內存中緩存、存儲數據

在 ASP.NET Core 的內存緩存之外，我們來討論一下，編寫代碼時，自己設置的內存緩存是否合理。

我們都知道，使用內存緩存是為了提高代碼性能而用的。

這里筆者個人認為可以從兩個層次來對這種緩存歸類討論。

第一種，對于要多次使用、而每次使用都需要計算、源數據相同則結果相同的，可以使用內存緩存。例如反射就比較消耗時間(速度慢)，可以使用內存緩存起來，下次直接取得信息而不需要重新計算。

下面筆者說一下理由。

內存緩存用在反射緩存這類緩存上，緩存的數據源是可確定的、可計算總量的，而且這部分內存不需要頻繁增加或者減少，不僅提高了性能，對 GC 來說也可以一定程度上減少回收壓力，更重要的是開發(fā)者可以降低緩存的復雜程度。

這種緩存主要為了避免重復計算，或者重復導入(例如加載程序集、從文件加載數據)等。如果數據最近出現過，而且后面一段時間不會變化，使用內存來緩存也很實在，例如 MVC 的視圖、每15分鐘刷新一次的排行榜等。

第二種是使用內存存儲數據，很多人單純是因為內存存儲數據特別快，把內存當作數據庫來玩，因此很容易導致內存泄露。最常見的就是使用靜態(tài)字典、靜態(tài)列表等，然后編寫方法增刪查改數據，這一類在壓力測試下或者請求量大一些、變動比較頻繁的時候，內存堆積特別厲害。

需要頻繁變化或需要實時變化的數據，存儲在內存中確實速度非常快，如何確定數據失效、去除無用數據等需要有很深的考慮。

另外，在內存中如使用字典大量存儲數據，數據量很多的情況下，每次索引數據的時間都會變長，如果使用了 Linq 或者 for 或者 foreach 等檢索數據，也很容易出現耗時長的時間復雜度。這種情況下，你是相信自己的代碼，還是相信 Mysql、SqlServer 等數據庫？ Hash 算法和紅黑樹都了解了嘛？

如果實在有需求需要使用內存緩存數據，并且可能動態(tài)增加或移除數據的話，可以使用 WeakReference 弱引用，即在引用對象的同時仍然允許 GC 回收該對象。缺點是數據可能丟失，不適合需要持久化的數據。

但無論情況，我們可以確定：

• 緩存都是副本
• 緩存丟失不影響程序的使用

• 緩存不能無限增長
• 緩存避免復雜結構
• ... ...

IMemoryCache

IMemoryCache 提供的接口太少了：

        ICacheEntry CreateEntry(object key);
        void Remove(object key);
        bool TryGetValue(object key, out object value);

適合單一的鍵值緩存。

此接口在 Microsoft.Extensions.Caching.Memory 中有實現，例如 MemoryCache 。適合 ASP.NET Core 中使用。

MemoryCache

這里的 MemoryCache 并不是指 IMemoryCache 的實現，而是指 System.Runtime.Caching.MemoryCache，需要安裝 Nuget 包。

可以實現對實例對象的緩存，請查看查看官方文檔：https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.runtime.caching.memorycache?view=dotnet-plat-ext-3.1

另外內存緩存還有一個分布式內存緩存，但不是真正的分布式，信息可以參考：https://docs.microsoft.com/zh-cn/aspnet/core/performance/caching/distributed?view=aspnetcore-3.1#distributed-memory-cache

分布式緩存

ASP.NET Core 分布式緩存，則使用了 IDistributedCache 這個統(tǒng)一的接口。如果你在 Nuget 搜索 IDistributedCache ，會發(fā)現相關的庫非常多。

分布式緩存的使用，除了最常見的 Redis，SQLServer 也行，只要實現了 IDistributedCache 就ok。

IDistributedCache

IDistributedCache 接口提供的方法實在太少了，有四個異步方法四個同步方法，這里只介紹異步方法。

局限還是很大的，只能使用字符串。估計大家可能沒怎么使用？

ASP.NET Core 官方支持的分布式緩存，目前主要有 NCache、Redis、SqlServer。本節(jié)只討論 Redis。

Redis 緩存

StackExchange.Redis 是 ASP.NET Core 官方推薦的 Redis 框架，并且官方對其做了封裝，可以到 Nuget 搜索 Microsoft.Extensions.Caching.StackExchangeRedis 。

RedisCache 繼承了 IDistributedCache 接口。

Startup.ConfigureServices 中配置服務注冊：

            services.AddStackExchangeRedisCache(options =>
            {
                options.Configuration = "ip:端口,ip1:端口,ip2:端口";	// redis 集群或單機
                options.InstanceName = "mvc";						// 實例 名稱
            });

依賴注入：

        private readonly IDistributedCache _cache;

示例：

        public async Task<string> Test(string key,string value)
        {
            await _cache.SetStringAsync(key, value);
            return await _cache.GetStringAsync(key);
        }

設置緩存時間：

            var options = new DistributedCacheEntryOptions()
            .SetSlidingExpiration(TimeSpan.FromSeconds(20));
            await _cache.SetStringAsync(key, value, options);

到此這篇關于Redis數據庫基礎與ASP.NET Core緩存實現的文章就介紹到這了。希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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