开源项目大家谈-网站性能调校-Cache的使用

简介: 之所以用这个题目是因为很多人常常问我研究开源项目的意义,有一些开源项目在别人眼里看起来完全没有搞头,是一些没有实用价值的项目。其实开源项目往往是新技术的试验田,是全世界优秀程序开发者智慧的汇集,如果你仔细研读这些开源项目,得到的不仅仅是这个项目的功能,而是观摩新的技术,学习比你更聪明人的智慧。

之所以用这个题目是因为很多人常常问我研究开源项目的意义,有一些开源项目在别人眼里看起来完全没有搞头,是一些没有实用价值的项目。其实开源项目往往是新技术的试验田,是全世界优秀程序开发者智慧的汇集,如果你仔细研读这些开源项目,得到的不仅仅是这个项目的功能,而是观摩新的技术,学习比你更聪明人的智慧。

我一直研究的一个开源项目是DotNetNuke(简称DNN),也许你不知道这是一个什么系统,不过你不用关心这是一个什么系统,因为我要讨论的技术在任何一个ASP.NET网站里都有可能用到,只是用这个开源项目做示范罢了,不过你会看到在开源项目里,MSDN里那些死板的技术说明是如何巧妙发挥功能。

这一系列的文章:

开源项目大家谈-网站性能调校-Page State Persistence

开源项目大家谈-网站性能调校-Cache的使用

使用缓存(Cache)

对于缓存(Cache)的概念我想大家都很熟悉,网上也有很多介绍的文章,我在这里就不赘述了。

对网站访问最频繁的部分使用缓存

虽然大家都知道这个概念,但大家在做项目的时候不一定都思考过如何以及何时使用缓存。

我们来看看这个开源系统的这个设置:

image 

对于如何选择这个两项,似乎没什么太难理解的,这里是决定把对module的缓存放在内存里还是放在硬盘里,当然,选择"Memory"会提高速度。

但有一点是我们要学习的,那就是为什么会有这么一个选择。之所以出现这样一个选择,是因为这个开源系统的设计人员发现这个系统对于module这一部分的操作特别频繁,所以对于所有读取出的module信息都会放入缓存,从而加快系统的速度,也就是说,设计人员主动的分析了系统的特点,使用了缓存,这是最值得我们学习的地方。

Cache生存周期对网站性能的影响

在这个开源项目中,我们可以看到这样一个选项,对于"Performance Settings",你可以选择:

  • No Caching
  • Light Caching
  • Moderate Caching
  • Heavy Caching

调节这些设置肯定能调校网站的性能,当到底有什么影响呢?技术上又是如何实现的呢?

image
 

查看源代码,我们发现PerformanceSettings 的值有三种,分别是0、1、3、6,那这几个值又是如何来控制cache的性能,从而调校整个网站的性能呢?

        Public Enum PerformanceSettings
            'The values of the enum are used to calculate
            'cache settings throughout the portal.
            'Calculating based on these numbers keeps 
            'the scaling linear for all caching.
            NoCaching = 0
            LightCaching = 1
            ModerateCaching = 3
            HeavyCaching = 6
        End Enum
 

我们看看下面的代码就可以明白了:

Dim intCacheTimeout As Integer = 20 * Convert.ToInt32()
DataCache.SetCache(strCacheKey, objFile, TimeSpan.FromMinutes(intCacheTimeout))

原来,系统使用PerformanceSettings的值来控制cache的生存时间,从而为不同特性的网站内容提供不同的cache生存时间,达到调校网站性能的目的。这的确是一个值得学习的精妙设计。

Authenticated Cacheability对网站性能的影响

在这个开源系统的性能设置里,还有一个Authenticated Cacheability的设置:

image

什么是 Authenticated Cacheability

Cache可以应用在服务器端,也可以使用在客户端,客户端对于访问的网页都会进行缓存,但出于某种原因,你也可以指定客户端不缓存你的网页。

当 Web 服务器发送响应时,在它传递的所有信息中包括一个 Cache-Control HTTP 标头,该标头定义可在其上缓存文档的设备。ASP.NET 在 HttpCacheability 枚举中定义这些值。该枚举具有六个值,其中四个值直接映射为 Cache-Control HTTP 标头设置,另外两个特殊值分别为 HttpCacheability.ServerAndPrivateHttpCacheability.ServerAndNoCacheServerAndPrivate 只允许将响应缓存在原服务器和请求客户端上。而 ServerAndNoCache 只允许将响应缓存在原服务器上。

这些设置当然会影响到你网站的性能,相对于做了缓存的页面,没有缓存的页面需要花更多的时间来显示。

这个开源系统利用了这一点,你可以自己选择客户端缓存的方式,有几个选项还会影响到服务器端的缓存。下面是关键的代码:

            If Request.IsAuthenticated = True Then
                ' set client side page caching for authenticated users
                If Convert.ToString(PortalSettings.HostSettings("AuthenticatedCacheability")) <> "" Then
                    Select Case Convert.ToString(PortalSettings.HostSettings("AuthenticatedCacheability"))
                        Case "0" : Response.Cache.SetCacheability(HttpCacheability.NoCache)
                        Case "1" : Response.Cache.SetCacheability(HttpCacheability.Private)
                        Case "2" : Response.Cache.SetCacheability(HttpCacheability.Public)
                        Case "3" : Response.Cache.SetCacheability(HttpCacheability.Server)
                        Case "4" : Response.Cache.SetCacheability(HttpCacheability.ServerAndNoCache)
                        Case "5" : Response.Cache.SetCacheability(HttpCacheability.ServerAndPrivate)
                    End Select
                Else
                    Response.Cache.SetCacheability(HttpCacheability.ServerAndNoCache)
                End If
            End If

对于HttpCacheability的几个值代表的意义如下:

  • NoCache:设置 Cache-Control: no-cache 标头。如果没有字段名,则指令应用于整个请求,且在满足请求前,共享(代理服务器)缓存必须对原始 Web 服务器强制执行成功的重新验证。如果有字段名,则指令仅应用于命名字段;响应的其余部分可能由共享缓存提供。
  • Private: 默认值。设置 Cache-Control: private 以指定响应只能缓存在客户端,而不能由共享(代理服务器)缓存进行缓存。
  • Server: 指定响应仅缓存在源服务器上。与 NoCache 选项相似。客户机接收 Cache-Control: no-cache 指令,但文档是在原始服务器上缓存的。等效于 ServerAndNoCache。
  • ServerAndNoCache: 应用 Server 和 NoCache 的设置指示在服务器上缓存内容,而对服务器以外的其他对象都显式否定其缓存响应的能力。
  • Public: 设置 Cache-Control: public 以指定响应能由客户端和共享(代理)缓存进行缓存。
  • ServerAndPrivate: 指示响应只能在服务器和客户端缓存。代理服务器不能缓存响应。

如何设置Authenticated Cacheability

对于很多网站,内容的保密性要求并不高,所以推荐设置为"Public”,这样能取得最大的性能优势。

更多关于Authenticated Cacheability

关于Authenticated Cacheability更具体的知识大家可以参考下面的几个文档:

[转]Asp.net 缓存(二)--设置页的可缓存性

MSDN: HttpCacheability Enumeration

John Mitchell's (mostly DotNetNuke) Blog

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