.NET 9 混合缓存：多级缓存的未来

郑子铭

发布于 2025-02-26 21:37:41

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缓存一直是构建高性能且可扩展应用程序的关键组件。在.NET 9 中，微软推出了混合缓存（Hybrid Cache），这是一种革命性的缓存方式，它弥合了内存缓存和分布式缓存之间的差距。这种新的抽象概念简化了多级缓存的管理，为开发人员提供了现代应用程序所需的灵活性和性能。在本文中，我们将演示如何设置、注册、配置以及使用混合缓存，包括默认混合缓存（DefaultHybridCache）实现的示例。

什么是混合缓存？

.NET 9 中的混合缓存结合了内存缓存（快速的本地访问）和分布式缓存（持久性以及跨服务器的共享状态）的优势。它引入了一个抽象类 HybridCache 及其默认实现 DefaultHybridCache。这种抽象使得各种缓存层能够无缝集成，让开发人员可以编写简洁、可扩展且易于维护的代码。其主要特性包括：

多级缓存：将内存缓存层和分布式缓存层相结合，以优化性能。
按标签逐出：支持诸如有针对性地逐出缓存条目等高级场景。
序列化灵活性：为缓存键和值提供对自定义序列化器的支持。
异步操作：专为仅异步工作流而设计，以契合现代应用程序模式。

实际应用场景

电子商务平台混合缓存对于在线零售应用程序来说可能是一个变革性的技术，这类应用程序需要快速访问频繁使用的数据，例如产品详情和用户会话信息。内存缓存层可确保活动会话能得到超快速的响应，而分布式缓存层则能在购物高峰期保证跨多个节点的一致性，以实现可扩展性。
内容分发网络（CDNs）内容分发网络受益于混合缓存，它可以在本地缓存静态资源，以便更快地向终端用户交付内容，同时为动态、个性化内容维护分布式缓存。这种多级缓存的方式确保了高速访问，并减轻了源服务器的负载。
金融应用程序在金融科技领域，数据的一致性和速度至关重要。混合缓存为诸如交易记录和账户余额等敏感数据提供安全、高性能的缓存支持，确保了分布式系统中的速度和容错能力。
微服务架构在基于微服务的应用程序中，各个服务通常在不同的环境中运行，混合缓存通过为单个服务提供本地内存缓存以及为服务间通信提供共享的分布式缓存，来弥合其间的差距。

###.NET 9 中混合缓存的优势

性能优化：通过利用内存缓存来处理热点数据，减少对数据库的访问以及网络延迟。
成本效益：通过优化数据存储和检索机制，最大限度地降低云基础设施成本。
开发人员生产力：通过统一的缓存 API 简化实现过程，减少样板代码。
灵活性：允许对缓存策略（如分层逐出策略和序列化选项）进行细粒度控制。

设置混合缓存

先决条件
- 你的机器上已安装.NET 9 SDK。
- 有一个需要使用缓存的项目（例如 ASP.NET Core 应用程序）。
- 已安装分布式缓存提供程序的 NuGet 包，如 Microsoft.Extensions.Caching.StackExchangeRedis。

示例：安装所需的 NuGet 包运行以下命令来添加必要的包：

dotnet add package Microsoft.Extensions.Caching.StackExchangeRedis
dotnet add package Microsoft.Extensions.Caching.Memory

在.NET 9 中注册混合缓存

要使用混合缓存，首先要在 Program.cs 文件中注册相关服务。

示例：注册混合缓存服务

using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
usingMicrosoft.Extensions.Caching.Hybrid;

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);

// 添加内存缓存
builder.Services.AddMemoryCache();

// 添加 Redis 分布式缓存
builder.Services.AddStackExchangeRedisCache(options =>
{
    options.Configuration ="localhost:6379";// 替换为你的 Redis 服务器连接字符串
});

// 添加混合缓存
builder.Services.AddHybridCache(options =>
{
    options.DefaultCacheDuration = TimeSpan.FromMinutes();// 设置默认缓存时长
});

配置混合缓存

混合缓存允许进行定制，例如逐出策略和序列化器等方面。

示例：配置混合缓存服务

builder.Services.Configure<HybridCacheOptions>(options =>
{
    options.DefaultCacheDuration = TimeSpan.FromMinutes(); // 自定义时长
    options.Serializer = new JsonHybridCacheSerializer(); // 使用 JSON 序列化
    options.EvictionPolicy = HybridCacheEvictionPolicy.FirstLevel | HybridCacheEvictionPolicy.SecondLevel;
});

使用混合缓存

注册完成后，混合缓存可以被注入并在你的服务或控制器中使用。

示例：使用混合缓存存储和检索数据

using Microsoft.Extensions.Caching.Hybrid;

publicclassProductService
{
    privatereadonlyIHybridCache _hybridCache;

    publicProductService(IHybridCache hybridCache)
    {
        _hybridCache = hybridCache;
    }

    publicasyncTask<Product>GetProductAsync(int productId)
    {
        // 缓存键
        string cacheKey =$"Product_{productId}";

        // 尝试从缓存中获取产品信息
        var product =await _hybridCache.GetAsync<Product>(cacheKey);

        if(product ==null)
        {
            // 模拟从数据库中检索数据
            product =newProduct
            {
                Id = productId,
                Name ="Sample Product",
                Price =99.99
            };

            // 将产品信息存储到缓存中
            await _hybridCache.SetAsync(cacheKey, product, TimeSpan.FromMinutes());
        }

        return product;
    }
}

.NET 9 中混合缓存的引入标志着缓存技术的一项重大进步，它为开发人员提供了一个强大的工具，用于构建高性能且可扩展的应用程序。通过将内存缓存和分布式缓存相结合，混合缓存弥合了速度与可靠性之间的差距，适用于各种各样的应用场景。无论你是在优化电子商务平台、构建微服务架构还是开发内容分发网络，混合缓存都能提供灵活性和强大功能，提升你的应用程序性能。

本文参与腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自微信公众号。

原始发表：2025-02-25，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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