使用缓存提高系统性能
缓存是一种常见的技术，目标是提高系统的性能和伸缩性。 为缓存数据，它会暂时会经常访问的数据复制到位置靠近应用程序的快速存储。 如果这种快速数据存储比原始源更靠近应用程序，则缓存可以通过更快速提供数据，大幅改善客户端应用程序的响应时间。
缓存类型
私有专用缓存
专用缓存是指缓存服务运行在应用程序的同一台服务器上，它是应用程序的一部分，通常是一个库或模块。专用缓存通常是一个内存缓存，如 MemoryCache 或 ConcurrentDictionary，它是一个轻量级的缓存，适用于小型应用程序。专用缓存的优点是简单易用，缺点是无法跨服务器共享数据，不适用于大型应用程序，使用 IMemoryCache 接口可以在 .NET 中使用专用缓存。
services.AddMemoryCache();
public class MyService(IMemoryCache cache) : IService
{
public async Task Test()
{
cache.Set("key", "value");
var value = cache.Get("key");
}
}
分布式共享缓存
分布式缓存是指缓存服务运行在多台服务器上，它是一个独立的服务，可以跨服务器共享数据。分布式缓存通常是一个内存缓存，如 Redis、Memcached、Garnet 等，它是一个高性能、低延迟的缓存，适用于大型应用程序。分布式缓存的优点是高性能、低延迟，支持大规模数据存储和访问，缺点是复杂度高，需要额外的服务器资源，使用 IDistributedCache 接口可以在 .NET 中使用分布式缓存。
services.AddMemoryDistributedCache();
public class MyService(IDistributedCache cache) : IService
{
public async Task Test()
{
await cache.SetStringAsync("key", "value");
var value = await cache
使用 Redis 分布式缓存
Redis 是一个高性能、开源的分布式缓存系统，它是一个内存数据库，支持多种数据结构，如字符串、列表、哈希表、集合等，Redis 的设计目标是提供一个高性能、低延迟的分布式缓存系统，以支持大规模的数据存储和访问，同时提供高可用性和可扩展性。Redis 采用 RESP 协议，使用 C 语言编写，支持多种语言，如 C、C++、C#、Java、Python、Node.js 等，可以在 .NET 中使用 StackExchange.Redis 开源库对缓存进行操作。
Windows 下 Redis 不再维护，可以使用 WSL2 安装 Redis，或者使用 Docker 安装 Redis。也可使用 Memurai 替代 Redis，Memurai 是一个 Windows 下的 Redis 服务，支持 Redis 的大部分功能，可以在 Windows 下运行 Redis 服务。
容器化 Redis 服务
docker run --name my-redis -d -p 6379:6379 -e REDIS_PASSWORD=guest redis测试客户端工具
使用 redis-cli 连接到 Linux 缓存服务器，执行以下命令进行测试。
redis-cli -h localhost -p 6379 -a Password
auth Password
set key value
get key使用 StackExchange.Redis 客户端
donet add package StackExchange.Redis using StackExchange.Redis;
var redis = ConnectionMultiplexer.Connect("localhost:6379,password=guest");
var db = redis.GetDatabase();
db.StringSet("key", "value");
var value = db.StringGet
使用 IDistributedCache 接口
dotnet add package Microsoft.Extensions.Caching.StackExchangeRedisservices.AddStackExchangeRedisCache(options =>
{
options.Configuration = "localhost:6379,password=guest";
options.InstanceName = "SampleInstance";
});using Microsoft.Extensions.Caching.Distributed;
public class MyService(IDistributedCache cache) : IService
{
public async Task Test()
{
await cache.SetStringAsync("key", "value");
var
推荐使用 IDistributedCache 接口，它是一个抽象接口，可以方便的切换不同的缓存实现，如 Redis、Memcached、Garnet 等，同时支持 ASP.NET Core 的缓存中间件，可以方便的在 ASP.NET Core 中使用缓存。
使用微软 Garnet 分布式缓存
Garnet 是微软开源的分布式缓存系统，它是一个高性能、低延迟的分布式缓存系统，支持多种数据结构，如字符串、列表、哈希表、集合等，Garnet 的设计目标是提供一个高性能、低延迟的分布式缓存系统，以支持大规模的数据存储和访问，同时提供高可用性和可扩展性。
Garnet 采用流行的 RESP 协议，使用 C# 编写，支持 Redis 的大部分命令，同时提供了更多的功能，如集群搭建、数据持久化、数据复制、数据分片等，在 C# 中的可以使用 StackExchange.Redis 开源库对缓存进行操作。
https://microsoft.github.io/garnet/docs
在 .NET 程序中自托管
dotnet add package Microsoft.Garnetusing Garnet;
try
{
using var server = new GarnetServer(args);
server.Start();
Thread.Sleep(Timeout.Infinite);
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine
在 Docker 容器中运行
docker run --name garnet -d -p 6379:6379 --ulimit memlock=-1 ghcr.io/microsoft/garnet --auth Password --password guest使用 Window Service 运行
dotnet add package Microsoft.Garnet
dotnet add package Microsoft.Extensions.Hosting.WindowsServices
public class GarnetService(ILogger<GarnetService> logger) : BackgroundService
{
protected override async Task ExecuteAsync(CancellationToken stoppingToken)
{
if (!stoppingToken.IsCancellationRequested
var builder = Host.CreateApplicationBuilder(args);
builder.Services.AddWindowsService(options =>
{
options.ServiceName = "Garnet Service";
});
builder.Services.AddHostedService<GarnetService>();
var host =
sc.exe create GarnetService binpath= "C:\Users\GarnetWindowsService.exe" start= auto
sc.exe start GarnetService
sc.exe stop GarnetService
sc.exe delete GarnetService购物车使用分布式缓存
dotnet add package Microsoft.Extensions.Caching.StackExchangeRedisbuilder.Services.AddStackExchangeRedisCache(options =>
{
options.Configuration = builder.Configuration.GetConnectionString("MyRedisConStr");
});
高可用性分布式缓存集群
使用多个缓存服务器搭建高可用性集群，可以提高系统的可用性和可靠性。
https://microsoft.github.io/garnet/docs/cluster/overview
https://redis.io/topics/cluster-tutorial
services.AddStackExchangeRedisCache(options =>
{
options.Configuration = "localhost:6379,localhost:6380,localhost:6381";
options.InstanceName = "SampleInstance";
});
services.AddStackExchangeRedisCache(options =>
{
options.InstanceName = "SampleInstance";
options.ConfigurationOptions = new ConfigurationOptions
{
Password = "Password",
AbortOnConnectFail = false,
EndPoints =
{
缓存最佳实践
https://learn.microsoft.com/zh-cn/azure/architecture/best-practices/caching
https://learn.microsoft.com/zh-cn/azure/architecture/patterns/cache-aside
缓存技术点
缓存雪崩、缓存穿透、缓存击穿、缓存预热、缓存更新、缓存降级、缓存命中率、滑动过期、绝对过期、永不过期、缓存依赖。
https://developer.aliyun.com/article/841392
IDistributedCache 过期时间分为：绝对过期时间和滑动过期时间。
分布式缓存监控工具
可用 RedisInsight 工具监控 Redis 分布式缓存系统。
https://redis.io/docs/latest/operate/redisinsight/install
docker run -d --name redisinsight -p 5540:5540 redis/redisinsight:latest使用 Aspire 分布式组件库
Aspire Host 项目配置
dotnet add package Aspire.Hosting.Redisvar redis = builder.AddRedis("cache");
builder.AddProject<Projects.ExampleProject>().WithReference(redis)微服务项目配置
dotnet add package Aspire.StackExchange.Redis.DistributedCachingbuilder.AddRedisDistributedCache("cache");