بررسی انواع کش Cash در ASP.NET با توضیحات کامل

Caching چیست؟

Caching یک تکنیک ذخیره سازی داده ها/ اطلاعاتی در حافظه هستند که به صورت مکرر مورد استفاده قرار می گیرند ، به طوری که ، هنگامی که برخی از داده ها/ اطلاعات در آینده مورد نیاز باشند ، می توانند به جای این که توسط برنامه کاربردی تولید شوند ، به صورت مستقیم از حافظه بازیابی گردند.

Caching به شدت برای ارتقاء عملکرد ، در ASP.NET مهم است ؛ زیرا صفحات و کنترل ها به صورت پویا در اینجا تولید می شوند. این امر به طور ویژه برای داده های مربوط به تراکنش ها مهم می باشد ، زیرا این داده ها ، از نظر زمان پاسخگویی ، پر هزینه و دارای اهمیت هستند.

فضاهای caching به صورت مکرر در رسانه های دسترسی سریع مانند حافظه دسترسی تصادفی (random access memory) کامپیوتر ، مورد استفاده قرار می گیرند. ASP.NET runtime ، شامل یک نگاشت کلید-مقدار (key0value) از اشیاء CLR به نام cache می باشد. این نگاشت با برنامه کاربردی مستقر می شود و از طریق HttpContext و System.Web.UI.Page در دسترس است.

در برخی از موارد ، caching شبیه به ذخیره سازی اشیاء state می باشد. با این حال ، اطلاعات ذخیره شده در اشیاء state قطعی هستند ، یعنی می توانیم بر روی داده های ذخیره شده در آنجا حساب کنیم ، در حالی که موارد ذخیره شده به صورت caching ، داده ها غیر قطعی هستند.

داده ها در cashing ، در موارد ذیل در دسترس نخواهند بود:

• اگر lifetime (طول عمر) آنها منقضی شده باشد ،
• اگر برنامه کاربردی ، حافظه خود را پاک کرده باشد ،
• اگر عملیات caching به دلایلی انجام نشده باشد.

ما می توانیم به اقلام موجود در cache (حافظه پنهان) با استفاده از یک Indexer دسترسی یابیم و می توانیم lifetime (طول عمر) اشیاء موجود در cache را کنترل کرده و پیوند بین اشیاء کش شده و منابع فیزیکی آنها را تنظیم کنیم.

Caching در ASP.NET

ASP.NET انواع مختلف caching زیر را فراهم می کند:

• caching خروجی : cache خروجی ، یک کپی از صفحات HTML نهایی رندر شده یا بخشی از صفحات ارسال شده به کلاینت را ذخیره می کند. هنگامی که کلاینت بعدی این صفحه را درخواست می کند ، به جای این که صفحه دوباره تولید شود ، یک کپی کش شده صفحه ارسال می شود ، بنابراین در زمان صرفه جویی می گردد.
• Caching داده : Caching داده به معنی ذخیره داده ها از یک منبع داده است. تا زمانی که حافظه پنهان منقضی نشده باشد ، درخواست داده ها از حافظه پنهان انجام می شود. هنگامی که حافظه پنهان منقضی می شود ، داده های تازه از طریق منبع داده به دست می آیند و حافظه پنهان دوباره پر می شود.
• Caching اشیاء : Caching اشیاء ، ذخیره سازی اشیاء موجود در یک صفحه است ، مانند کنترل های مرتبط با داده ها. داده های کش شده در حافظه سرور ذخیره می شوند.
• Caching کلاس : زمانی که صفحات وب یا سرورهای وب برای اولین بار اجرا می شوند ، ، به یک کلاس page در اسمبلی کامپایل می شوند. سپس ، اسمبلی در سرور کش می شود. دفعه بعد ، هنگامی که یک درخواست برای صفحه یا سرور ساخته می شود ، اسمبلی کش شده مورد ارجاع قرار می گیرد. هنگامی که کد منبع تغییر می یابد ، CRL ، اسمبلی را مجدداً کامپایل می کند.
• Caching پیکربندی (configuration) : اطلاعات پیکربندی گسترده برنامه کاربردی در یک فایل configuration ذخیره می شود. Caching پیکربندی ، اطلاعات پیکربندی را در حافظه سرور ذخیره می کند.

در این آموزش ، ما caching خروجی ، caching داده و caching شیء را مورد بررسی قرار می دهیم.

Caching خروجی

رندر کردن یک صفحه ممکن است شامل برخی از فرآیندهای پیچیده ای مانند دسترسی به پایگاه داده ، رندر کردن کنترل های پیچیده و غیره باشد. Caching خروجی ، اجازه میان بر زدن به رفت و برگشت ها به سرور از طریق ذخیره کردن داده در حافظه را می دهد. حتی کل صفحه می تواند کش شود.

دایرکتیو OutputCache  مسئول caching خروچی می باشد. این دایرکتیو caching خروجی را فعال می کند و کنترل ویژه ای بر رفتار آن فراهم می کند.

قاعده نوشتاری (syntax) دایرکتیو OutputCache  به صورت زیر است:

<%@ OutputCache Duration="15" VaryByParam="None" %>

این دایرکتیو را زیر دایرکتیو page قرار می دهیم. این کار ، به محیط می گوید که صفحه را برای 15 ثانیه کش کند. هندلر رویداد زیر برای بارگذاری صفحه در تست کردن آن کمک می کند که صفحه واقعاً کش شده باشد.

protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
{
   Thread.Sleep(10000);  
   Response.Write("This page was generated and cache at:" +
   DateTime.Now.ToString());
}

متد Thread.Sleep() ، نخ (thread) فرایند را برای مدت معین شده متوقف می کند. در این مثال ، نخ برای 10 ثانیه متوقف می شود ، از این رو ، هنگامی که صفحه برای اولین بار بارگذاری می شود ، این کار 10 ثانیه طول می کشد. با این وجود ، دفعه بعد که صفحه را تازه سازی (refresh) می کنیم ، این کار هیچ زمانی را صرف نمی کند ، زیرا صفحه از حافظه پنهان  بازیابی می شود ، بدون این که بارگذاری گردد.

دایرکتیو OutputCache صفت های زیر را دارا می باشد ، که در کنترل کردن رفتار cache خروجی کمک می کند:

اجازه دهید یک کادر متنی و یک کلید برای مثال قبلی اضافه کنیم و هندلر رویداد را برای کلید بیافزاییم.

protected void btnmagic_Click(object sender, EventArgs e)
{
   Response.Write("<br><br>");
   Response.Write("<h2> Hello, " + this.txtname.Text + "</h2>");
}

دایرکتیو OutputCache  را به صورت زیر تغییر می دهیم:

<%@ OutputCache Duration="60" VaryByParam="txtname" %>

هنگامی که برنامه اجرا می شود ، ASP.NET ، صفحه را با نام اصلی که در کادر متنی است، کش می کند.

کشینگ داده ها

جنبه اصلی کشینگ داده ها ، ذخیره کنترل های منبع داده است. ما قبلاً بحث کرده ایم که کنترل های منبع داده، داده ها را در یک منبع داده، مانند یک پایگاه داده یا یک فایل XML نشان می دهد. این کنترل ها از کلاس انتزاعی DataSourceControl حاصل می شوند و برای اجرای caching ، خواص به ارث برده شده زیر را دارند:

• CacheDuration : این خصیصه، تعداد ثانیه هایی که بر اساس آن منبع داده ، داده ها را کش خواهد کرد ، تنظیم می کند.
• CacheExpirationPolicy : این خصیصه، رفتار کش را هنگامی که داده در کش منقضی می شود، تعریف می کند.
• ChacheKeyDependency : این خصیصه، یک کلید برای کنترل ها تعریف می کند که به طور خودکار محتوای کش خود را در هنگام پاک شدن، منقضی می سازد.
• EnableCaching : این خصیصه تعیین می کند که آیا کش داده انجام شود یا خیر.

مثال

برای نشان دادن کشینگ داده، یک وب سایت جدید ایجاد می کنیم و یک فرم وب جدید را در آن اضافه می نماییم. یک کنترل SqlDataSource را با اتصال به پایگاه داده که قبلاً در آموزش "دسترسی به داده" استفاده شده است، اضافه می کنیم.

برای این مثال ، یک برچسب به صفحه اضافه می کنیم ، که زمان پاسخ صفحه را نشان خواهد داد.

<asp:Label ID="lbltime" runat="server"></asp:Label>

جدا از برچسب، صفحه محتوا همانند صفحه ای است که در آموزش "دسترسی به داده"، استفاده شده است. یک هندلر رویداد را برای رویداد بارگذاری صفحه اضافه می کنیم:

protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
{
   lbltime.Text = String.Format("Page posted at: {0}", DateTime.Now.ToLongTimeString());
}

طراحی صفحه باید شبیه تصویر زیر باشد:

هنگامی که صفحه را برای اولین بار اجرا می کنیم، هیچ چیزی اتفاق نمی افتد، برچسب نشان می دهد که هر بار که صفحه را تازه سازی می کنیم، صفحه بارگیری شده و زمان نشان داده شده در برچسب تغییر می کند.

در ادامه، صفت EnableCaching مربوط به کنترل منبع داده را به 'true' تنظیم می کنیم و صفت Cachedurration را به '60' تنظیم می کنیم. این کار کشینگ را اجرا خواهد کرد و حافظه پنهان را هر 60 ثانیه منقضی می کند.

برچسب زمانی ، با هر تازه سازی تغییر می کند، اما اگر داده های جدول در این 60 ثانیه تغییر کنند ، قبل از اینکه کش منقضی شود ، نشان داده نمی شوند.

<asp:SqlDataSource ID = "SqlDataSource1" runat = "server" 
   ConnectionString = "<%$ ConnectionStrings: ASPDotNetStepByStepConnectionString %>" 
   ProviderName = "<%$ ConnectionStrings: ASPDotNetStepByStepConnectionString.ProviderName %>" 
   SelectCommand = "SELECT * FROM [DotNetReferences]"
   EnableCaching = "true" CacheDuration = "60">         
</asp:SqlDataSource>

کشینگ اشیاء

کشینگ شیء ، انعطاف پذیری بیشتری نسبت به سایر تکنیک های کش فراهم می کند. می توانیم از کشینگ شیء ، برای قرار دادن هر شیئی در حافظه کش استفاده کنیم. این شیء می تواند از هر نوعی باشد - نوع داده، کنترل وب ، کلاس ، یک شیء dataset و غیره. این آیتم به سادگی با اختصاص دادن یک نام کلید جدید، به صورت زیر نمایش داده می شود:

Cache["key"] = item;

ASP.NET نیز متد Insert() را برای وارد کردن یک شیء به کش ارائه می دهد. این متد ، چهار ورژن overhead شده دارد ، که در ادامه نگاهی به آنها می اندازیم.

مثال

یک صفحه با یک کلید و برچسب می سازیم. کدهای زیر را در رویداد Page load می نویسیم:

protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
{
   if (this.IsPostBack)
   {
      lblinfo.Text += "Page Posted Back.<br/>";
   }
   else
   {
      lblinfo.Text += "page Created.<br/>";
   }
   
   if (Cache["testitem"] == null)
   {
      lblinfo.Text += "Creating test item.<br/>";
      DateTime testItem = DateTime.Now;
      lblinfo.Text += "Storing test item in cache ";
      lblinfo.Text += "for 30 seconds.<br/>";
      Cache.Insert("testitem", testItem, null, 
      DateTime.Now.AddSeconds(30), TimeSpan.Zero);
   }
   else
   {
      lblinfo.Text += "Retrieving test item.<br/>";
      DateTime testItem = (DateTime)Cache["testitem"];
      lblinfo.Text += "Test item is: " + testItem.ToString();
      lblinfo.Text += "<br/>";
   }
      
   lblinfo.Text += "<br/>";
}

وقتی که صفحه برای اولین بار بار گذاری می شود، پیام زیر نمایش داده می شود:

Page Created.

Creating test item.

Storing test item in cache for 30 seconds.

اگر بعد از 30 ثانیه روی کلید دوباره کلیک کنیم، صفحه دوباره ارسال می شود ، اما کنترل برچسب ، اطلاعات خود را از حافظه پنهان دریافت می کند ؛ همانطور که در پیام زیر داده شده است:

Page Posted Back.

Retrieving test item.

Test item is: 14-07-2010 01:25:04