[Abp 源码分析]八、缓存管理

0.简介

缓存在一个业务系统中十分重要，常用的场景就是用来储存调用频率较高的数据。Abp 也提供了一套缓存机制供用户使用，在使用 Abp 框架的时候可以通过注入 ICacheManager 来新建/设置缓存。

同时 Abp 框架也提供了 Redis 版本的 ICacheManager 实现，你也可以很方便的将现有的内存缓存替换为 Redis 缓存。

0.1 典型使用方法

public class TestAppService : ApplicationService
{
    private readonly ICacheManager _cacheMgr;
    private readonly IRepository _rep;

	// 注入缓存管理器与测试实体的仓储
    public TestAppService(ICacheManager cacheMgr, IRepository rep)
    {
        _cacheMgr = cacheMgr;
        _rep = rep;
    }

    public void TestMethod()
    {
        // 获取/创建一个新的缓存
        var cache = _cacheMgr.GetCache("缓存1");
        // 转换为强类型的缓存
        var typedCache = cache.AsTyped();

        // 获取缓存的数据，如果存在则直接返回。
        // 如果不存在则执行工厂方法，将其值存放到
        // 缓存项当中，最后返回缓存项数据。
        var cacheValue = typedCache.Get(10, id => _rep.Get(id).Name);

        Console.WriteLine(cacheValue);
    }
}

1.启动流程

同其他的基础设施一样，缓存管理器 ICacheManager 在 Abp 框架启动的时候就自动被注入到了 Ioc 容器当中，因为他的基类 CacheManagerBase 继承了 ISingletonDependency 接口。

public abstract class CacheManagerBase : ICacheManager, ISingletonDependency
{
	// ... 其他代码
}

其次就是他的 ICachingConfiguration 缓存配置是在 AbpCoreInstaller 注入到 Ioc 容器，并且同其他基础设施的配置一起被集成到了 IAbpStartupConfiguration 。

    internal class AbpCoreInstaller : IWindsorInstaller
    {
        public void Install(IWindsorContainer container, IConfigurationStore store)
        {
            container.Register(
            	// 其他被注入的基础设施配置
            	
                Component.For().ImplementedBy().LifestyleSingleton()
                
                // 其他被注入的基础设施配置
                );
        }
    }

你可以在其他模块的 PreInitialize() 方法里面可以直接通过 Configuration.Caching 来配置缓存过期时间等功能。

public override void PreInitialize()
{
    Configuration.Caching.ConfigureAll(z=>z.DefaultSlidingExpireTime = TimeSpan.FromHours(1));
}

2. 代码分析

缓存这块可能是 Abp 框架实现当中最简单的一部分了，代码量不多，但是设计思路还是值得借鉴的。

2.1 缓存管理器

2.1.1 基本定义

缓存管理器即 ICacheManager ，通常它用于管理所有缓存，他的接口定义十分简单，就两个方法：

public interface ICacheManager : IDisposable
{
    // 获得所有缓存
    IReadOnlyList GetAllCaches();
    
    // 根据缓存名称获取缓存
    [NotNull] ICache GetCache([NotNull] string name);
}

2.1.2 获取/创建缓存

Abp 实现了一个抽象基类 CacheBase 实现了本接口，在 CacheBase 内部维护了一个 ConcurrentDictionary 字典，这个字典里面就是存放的所有缓存。

同时在他的 GetCache(string name) 内部呢，通过传入的缓存名字来从字典获取已经存在的缓存，如果不存在呢，执行其工厂方法来创建一个新的缓存。

public virtual ICache GetCache(string name)
{
    Check.NotNull(name, nameof(name));

    // 从字典根据名称取得缓存，不存在则使用工厂方法
    return Caches.GetOrAdd(name, (cacheName) =>
    {
        // 得到创建成功的缓存
        var cache = CreateCacheImplementation(cacheName);

        // 遍历缓存配置集合，查看当前名字的缓存是否存在配置项
        var configurators = Configuration.Configurators.Where(c => c.CacheName == null || c.CacheName == cacheName);

        // 遍历这些配置项执行配置操作，更改缓存的过期时间等参数
        foreach (var configurator in configurators)
        {
            configurator.InitAction?.Invoke(cache);
        }

        // 返回配置完成的缓存
        return cache;
    });
}

// 真正创建缓存的方法
protected abstract ICache CreateCacheImplementation(string name);

这里的 CreateCacheImplementation()由具体的缓存管理器实现的缓存创建方法，因为 Redis 与 MemoryCache 的实现各不一样，所以这里定义了一个抽象方法。

2.1.3 缓存管理器销毁

当缓存管理器被销毁的时候，首先是遍历字典内存储的所有缓存，并通过 IIocManager.Release() 方法来释放这些缓存，之后则是调用字典的 Clear() 方法清空字典。

public virtual void Dispose()
{
    DisposeCaches();
    // 清空字典
    Caches.Clear();
}

// 遍历字典，释放对象
protected virtual void DisposeCaches()
{
    foreach (var cache in Caches)
    {
        IocManager.Release(cache.Value);
    }
}

2.1.4 内存缓存管理器

Abp 对于缓存管理器的默认实现是 AbpMemoryCacheManager ，其实没多复杂，就是实现了基类的 CreateCacheImplementation() 返回特定的 ICache 。

public class AbpMemoryCacheManager : CacheManagerBase
{
	// ... 忽略了的代码

    protected override ICache CreateCacheImplementation(string name)
    {
    	// 就 new 一个新的内存缓存而已，内存缓存的实现请看后面的
    	// 这里是因为 AbpMemory 没有注入到 IOC 容器，所以需要手动 new
        return new AbpMemoryCache(name)
        {
            Logger = Logger
        };
    }

	// 重写了基类的缓存释放方法
    protected override void DisposeCaches()
    {
        foreach (var cache in Caches.Values)
        {
            cache.Dispose();
        }
    }
}

2.1.5 Redis 缓存管理器

如果要使用 Redis 缓存管理器，根据模块的加载顺序，你需要在启动模块的 PreInitialize() 调用 Abp.Redis 库提供的集成方法即可。

这里先来看看他的实现：

public class AbpRedisCacheManager : CacheManagerBase
{
    public AbpRedisCacheManager(IIocManager iocManager, ICachingConfiguration configuration)
        : base(iocManager, configuration)
    {
    	// 注册 Redis 缓存
        IocManager.RegisterIfNot(DependencyLifeStyle.Transient);
    }

    protected override ICache CreateCacheImplementation(string name)
    {
    	// 解析已经注入的 Redis 缓存
    	// 这里可以看到解析的时候如何传入构造参数
        return IocManager.Resolve(new { name });
    }
}

一样的，非常简单，没什么可以说的。

2.2 缓存

我们从缓存管理器当中拿到具体的缓存之后才能够进行真正的缓存操作，这里需要明确的一个概念是缓存是一个缓存项的集合，缓存项里面的值才是我们真正缓存的结果。

就如同一个用户表，他拥有多条用户数据，那么我们要针对这个用户表做缓存，就会创建一个缓存名称叫做 "用户表" 的缓存，在需要获得用户数据的时候，我们拿去数据就直接从这个 "用户表" 缓存当中取得具体的缓存项，也就是具体的用户数据。

其实每个缓存项也是几个 键值对 ，键就是缓存的键，以上面的 "用户表缓存" 为例子，那么他缓存项的键就是 int 型的 Id ，他的值呢就是一个用户实体。

2.2.1 基本定义

所有缓存的定义都在 ICache 当中，每个缓存都拥有增删查改这些基本操作，并且还拥有过期时间与名称等属性。

同样，缓存也有一个抽象基类的实现，名字叫做 CacheBase 。与缓存管理器的抽象基类一样，CacheBase 内部仅实现了 Get 方法的基本逻辑，其他的都是抽象方法，需要由具体的类型进行实现。

public interface ICache : IDisposable
{
	// 缓存名称
    string Name { get; }
    
    // 相对过期时间
    TimeSpan DefaultSlidingExpireTime { get; set; }

    // 绝对过期时间
    TimeSpan? DefaultAbsoluteExpireTime { get; set; }

    // 根据缓存项 Key 获取到缓存的数据,不存在则执行工厂方法
    object Get(string key, Func factory);

    // Get 的异步实现
    Task