C# (.NET) 中的缓存：Redis 及替代方案

C# (.NET) 中的缓存：Redis 及其他加速应用程序的工具

缓存是提升 C# (.NET) 应用程序性能和可扩展性的最有效方法之一。在本文中，我们将详细探讨内置的缓存机制、流行的 Redis 操作库以及替代方案。您将了解如何根据任务正确选择工具并避免常见错误。

.NET 中的内置缓存机制

.NET 平台提供了多种现成的缓存解决方案，无需安装第三方依赖即可适用于大多数场景。

1. MemoryCache (System.Runtime.Caching)

进程内内存缓存。适用于单线程应用程序或低负载场景。数据存储在 RAM 中，并在资源不足时自动清除。

using System.Runtime.Caching;

public class MemoryCacheService{    private readonly MemoryCache _cache = MemoryCache.Default;

    public T GetOrSet<T>(string key, Func<T> factory, int expirationMinutes = 5)    {        var cached = _cache.Get(key);        if (cached != null) return (T)cached;

        var result = factory();        var policy = new CacheItemPolicy        {            AbsoluteExpiration = DateTimeOffset.UtcNow.AddMinutes(expirationMinutes)        };        _cache.Set(key, result, policy);        return result;    }}

2. IDistributedCache (Microsoft.Extensions.Caching)

分布式缓存的抽象层。允许轻松切换 Redis、SQL Server、NCache 等不同提供程序。推荐用于微服务和云应用程序。

using Microsoft.Extensions.Caching.Distributed;using System.Text.Json;

public class DistributedCacheService{    private readonly IDistributedCache _cache;

    public DistributedCacheService(IDistributedCache cache)    {        _cache = cache;    }

    public async Task<T> GetOrSetAsync<T>(string key, Func<Task<T>> factory, int expirationMinutes = 10)    {        var cached = await _cache.GetStringAsync(key);        if (cached != null) return JsonSerializer.Deserialize<T>(cached);

        var result = await factory();        var options = new DistributedCacheEntryOptions        {            AbsoluteExpirationRelativeToNow = TimeSpan.FromMinutes(expirationMinutes)        };        await _cache.SetStringAsync(key, JsonSerializer.Serialize(result), options);        return result;    }}

Redis：分布式缓存之王

Redis 是一个高性能的内存数据存储，支持字符串、列表、哈希、集合等多种数据结构。对于 .NET，主要的库是 StackExchange.Redis。

安装和配置 StackExchange.Redis

通过 NuGet 安装包：

dotnet add package StackExchange.Redis

连接和基本操作示例：

using StackExchange.Redis;

public class RedisCacheService{    private readonly ConnectionMultiplexer _redis;    private readonly IDatabase _db;

    public RedisCacheService(string connectionString)    {        _redis = ConnectionMultiplexer.Connect(connectionString);        _db = _redis.GetDatabase();    }

    public async Task SetAsync(string key, string value, int expirationMinutes = 5)    {        await _db.StringSetAsync(key, value, TimeSpan.FromMinutes(expirationMinutes));    }

    public async Task<string> GetAsync(string key)    {        return await _db.StringGetAsync(key);    }}