ASP.NET Core中的Http缓存

ASP.NET Core中的Http缓存

Http响应缓存可减少客户端或代理对 web服务器发出的请求数。响应缓存还减少了 web服务器生成响应所需的工作量。响应缓存由 Http请求中的 header控制。

而 ASP.NETCore对其都有相应的实现,并不需要了解里面的工作细节,即可对其进行良好的控制。

了解HTTP缓存

Http协议中定义了许多缓存,但总体可以分为强缓存协商缓存两类。

强缓存

强缓存是指缓存命中时,客户端不会向服务器发请求,浏览器 F12能看到响应状态码为 200, size为 fromcache,它的实现有以下几种方式:

Expires - 绝对时间

示例: Expires:Thu,31Dec203723:59:59GMT,就表示缓存有效期至2037年12月31日,在这之前浏览器不会向服务器发请求了(除非按 F5Ctrl+F5刷新)。

Cache-Control - 相对时间/更多控制

绝对时间是一个绝对时间,因为计算时不方便;而且服务端是依据服务器的时间来返回,但客户端却需要依据客户的时间来判断,因此也容易失去控制。

Cache-Control有以下选项(可以多选):

  1. max-age: 指定一个时间长度,在这个时间段内缓存是有效的,单位是秒( s)。

    例如设置 Cache-Control:max-age=31536000,也就是说缓存有效期为 31536000/24/60/60=365天。

  2. s-maxage: 同 max-age,覆盖 max-age、 Expires,但仅适用于共享缓存,在私有缓存中被忽略。

  3. public: 表明响应可以被任何对象(发送请求的客户端、代理服务器等等)缓存。

  4. private: 表明响应只能被单个用户(可能是操作系统用户、浏览器用户)缓存,是非共享的,不能被代理服务器缓存。

  5. no-cache: 强制所有缓存了该响应的用户,在使用已缓存的数据前,发送带验证器的请求到服务器。(不是字面意思上的不缓存

  6. no-store: 禁止缓存,每次请求都要向服务器重新获取数据。

  7. must-revalidate: 指定如果页面是过期的,则去服务器进行获取。(意思是浏览器在某些情况下,缓存失效后仍可使用老缓存,加了这个头,失效后就必须验证,并不是字面上有没有过期都验证

其中最有意思的要数 no-cache和 must-revalidate了,因为它们的表现都不是字面意义。

no-cache并不是字面上的不缓存,而是会一直服务端验证(真实意义很像字面上的 must-revalidate)。

而 must-revalidate是只是为了给浏览器强调,缓存过期后,千万要遵守约定重新验证。

协商缓存

协商缓存是指缓存命中时,服务器返回 Http状态码为 304但无内容( Body),没命中时返回 200有内容。

在要精细控制时,协商缓存比强缓存更有用,它有 Last-Modified和 ETag两种。

Last-Modified/If-Modify-Since(对比修改时间)

示例:

服务器:Last-Modified: Sat, 27 Jun 2015 16:48:38 GMT
客户端:If-Modified-Since: Sat, 27 Jun 2015 16:48:38 GMT

ETag/If-None-Match(对比校验码)

服务器:ETag: W/"0a0b8e05663d11:0"
客户端:If-None-Match: W/"0a0b8e05663d11:0"

清缓存要点

  • 按 F5刷新时,强缓存失效

  • 按 Ctrl+F5刷新时 强缓存和协商缓存都失效

ASP.NET Core的Http缓存

ASP.NETCore中提供了 ResponseCacheAttribute来实现缓存,它的定义如下:

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Method, AllowMultiple = false, Inherited = true)]
public class ResponseCacheAttribute : Attribute, IFilterFactory, IFilterMetadata, IOrderedFilter
{public ResponseCacheAttribute();public string CacheProfileName { get; set; }public int Duration { get; set; }public bool IsReusable { get; }public ResponseCacheLocation Location { get; set; }public bool NoStore { get; set; }public int Order { get; set; }public string VaryByHeader { get; set; }public string[] VaryByQueryKeys { get; set; }
}

其中, ResponseCacheLocation定义了缓存的位置,是重点:

//     Determines the value for the "Cache-control" header in the response.
public enum ResponseCacheLocation
{//     Cached in both proxies and client. Sets "Cache-control" header to "public".Any = 0,//     Cached only in the client. Sets "Cache-control" header to "private".Client = 1,//     "Cache-control" and "Pragma" headers are set to "no-cache".None = 2
}

注意看源文件中的注释, Any表示 Cache-Control:public, Client表示 Cache-Control:private, None表示 Cache-Control:no-cache

注意 ResponseCacheLocation并没有定义将缓存放到服务器的选项。

其中 Duration表示缓存时间,单位为秒,它将翻译为 max-age

另外可以通过 VaryByHeader和 VaryByQueryKeys来配置缓存要不要通过 header和 querystring来变化,其中 VaryByHeader是通过 Http协议中的 Vary头来实现的, VaryByQueryKeys必须通过 Middleware来实现。

不要误会,所有 ResponseCacheAttribute的属性配置都不会在服务端缓存你的响应数据(虽然你可能有这种错觉),它和输出缓存不同,它没有状态,只用来做客户端强缓存。

如果不想缓存,则设置 NoStore=true,它会设置 cache-control:no-store,我们知道 no-store的真实意思是不缓存。一般还会同时设置 Location=ResponseCacheLocation.None,它会设置 cache-control:no-cache(真实意思是表示一定会验证)。

注意单独设置 Location=ResponseCacheLocation.None而不设置 NoStore并不会有任何效果。

示例1

这是一个很典型的使用示例:

public class HomeController : Controller
{[ResponseCache(Duration = 3600, Location = ResponseCacheLocation.Client)]public IActionResult Data(){return Json(DateTime.Now);}
}

我定义了 3600秒的缓存,并且 cache-control应该为 private,生成的 Http缓存头可以通过如下 C#代码来验证:

using var http = new HttpClient();
var resp1 = await http.GetAsync("https://localhost:55555/home/data");
Console.WriteLine(resp1.Headers.CacheControl.ToString());
Console.WriteLine(await resp1.Content.ReadAsStringAsync());

输入结果如下:

max-age=3600, private
"2020-03-07T21:35:01.5843686+08:00"

另外, ResponseCacheAttribute也可以定义在 Controller级别上,表示整个 Controller都受到缓存的影响。

CacheProfileName示例

另外,如果需要共用缓存配置,可以使用 CacheProfileName,将缓存提前定义好,之后直接传入这个定义名即可使用:

.ConfigureServices(s =>
{s.AddControllers(o =>{o.CacheProfiles.Add("3500", new CacheProfile{Duration = 3500, Location = ResponseCacheLocation.Client,});});
});

这样我就定义了一个名为 3500的缓存,稍后在 Controller中我只需传入 CacheProfileName=3500即可:

public class HomeController : Controller
{[ResponseCache(CacheProfileName = "3500")]public IActionResult Data(){return Json(DateTime.Now);}
}

总结

Http缓存分为强缓存和协商缓存, ASP.NETCore提供了便利的 ResponseCacheAttribute实现了强缓存,还能通过 Profile来批量配置多个缓存点。

但 ASP.NET MVC并没有提供协商缓存实现,因为这些多半和业务逻辑相关,需要自己写代码。静态文件是特例, Microsoft.AspNetCore.StaticFiles中提供有,因为静态文件的逻辑很清晰。

ASP.NET中的 OutputCacheAttribute在 ASP.NETCore中不复存在,取而代之的是 app/services.AddResponseCaching(),这些和 Http协议不相关。

有机会我会具体聊聊这些缓存。

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