為ASP.NET應(yīng)用緩存Oracle數(shù)據(jù)

原作：Narayan Veeramani

時(shí)間：12/29 /2003

為了創(chuàng)建可擴(kuò)展、高性能的基于WEB的應(yīng)用，ASP.NET提供一個(gè)稱為數(shù)據(jù)緩存（Data Caching）的特性。數(shù)據(jù)緩存支持將頻繁訪問的數(shù)據(jù)對象可編程地存放在內(nèi)存中。這一特性可擴(kuò)展以廣泛地提高查詢Oracle數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的ASP.NET應(yīng)用的性能。本文講述一個(gè)策略，可用于采用Web Farm環(huán)境中的ASP.NET Web應(yīng)用緩存Oracle數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。這個(gè)技巧允許在內(nèi)存中緩存頻繁訪問的Oracle數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，而不是頻繁訪問數(shù)據(jù)庫來取數(shù)據(jù)。這可以幫助避免到Oracle數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的不必要的遠(yuǎn)路。進(jìn)一步的，文章提出了一個(gè)保持緩存數(shù)據(jù)以使其始終與Oracle數(shù)據(jù)同步的實(shí)現(xiàn)。

ASP.NET中的數(shù)據(jù)緩存

ASP.NET中的數(shù)據(jù)緩存由Cache類和System.Web.Caching命名空間中的CacheDependency類支持。Cache類提供向緩存插入和從中取出數(shù)據(jù)的方法。CacheDependency類允許為緩存中數(shù)據(jù)項(xiàng)的指定其依賴項(xiàng)。當(dāng)我們用Insert和Add方法將項(xiàng)目加入緩存中，可以指定一個(gè)項(xiàng)目的過期（expiration）策略。我們可以用Insert方法的absoluteExpiration屬性來定義緩存中一個(gè)項(xiàng)目的生命期。這個(gè)屬性允許你指定相應(yīng)數(shù)據(jù)項(xiàng)過期的準(zhǔn)確時(shí)間。也可以使用slidingExpiration屬性來指定項(xiàng)目過期的流逝時(shí)間（基于它被訪問的時(shí)間）。一旦一個(gè)項(xiàng)目過期，它從緩存中被清除。除非它再次被加入緩存中，否則再試圖訪問，將返回一個(gè)空值。

設(shè)定緩存依賴

ASP.NET使我們可以基于一個(gè)外部文件、目錄或另一個(gè)緩存項(xiàng)來定義一個(gè)緩存項(xiàng)的依賴，即所謂文件依賴與鍵依賴。若一個(gè)依賴項(xiàng)改變，緩存項(xiàng)自動(dòng)失效并被從緩存中清除。當(dāng)相應(yīng)的數(shù)據(jù)源改變時(shí)，我們可以用這種方法來從緩存中刪除項(xiàng)目。例如，若我們的應(yīng)用從一個(gè)XML文件中取數(shù)據(jù)并顯示在一個(gè)表格（grid）中，我們可以把文件中的數(shù)據(jù)存放到緩存中，并設(shè)定緩存依賴于那個(gè)XML文件。當(dāng)XML文件被更新，數(shù)據(jù)項(xiàng)就從緩存中被清除出去。這一事件發(fā)生時(shí)，應(yīng)用重新讀入XML文件，最新的數(shù)據(jù)項(xiàng)副本被再一次插入緩存中。進(jìn)一步的，回調(diào)事件處理器可被設(shè)定為一個(gè)監(jiān)聽者，當(dāng)緩存項(xiàng)被刪除時(shí)得到通知。這使得我們不需要反復(fù)輪詢緩存來確定數(shù)據(jù)項(xiàng)是否已無效。

Oracle數(shù)據(jù)庫上的ASP.NET緩存依賴

現(xiàn)在考慮這樣一個(gè)情景：數(shù)據(jù)存放于Oracle數(shù)據(jù)庫中，一個(gè)ASP.NET應(yīng)用通過ADO.NET來訪問。進(jìn)一步，我們假設(shè)數(shù)據(jù)庫表中的數(shù)據(jù)一般是靜態(tài)的，并被這個(gè)Web應(yīng)用頻繁訪問。表上的DML操作很少而對數(shù)據(jù)有很多Select。這種情況是數(shù)據(jù)緩存技術(shù)的理想應(yīng)用。但不幸的是，ASP.NET并不允許設(shè)定一個(gè)緩存項(xiàng)依賴于存放在數(shù)據(jù)庫表中的數(shù)據(jù)。進(jìn)一步，現(xiàn)實(shí)世界中，基于Web的系統(tǒng)，Web服務(wù)器和Oracle數(shù)據(jù)庫服務(wù)器總是會運(yùn)行在不同的機(jī)器上，使得緩存無效操作更有挑戰(zhàn)性。另外，多數(shù)基于Web的應(yīng)用采用Web farms，同一個(gè)應(yīng)用的實(shí)例在不同的Web服務(wù)器上跑以負(fù)載均衡。這種情況使得數(shù)據(jù)庫緩存問題稍稍復(fù)雜一些。

為了進(jìn)一步研究上述問題的解決方案，我們舉一個(gè)Web應(yīng)用的例子來說明如何實(shí)現(xiàn)。例子中，我們使用VB.NET實(shí)現(xiàn)的ASP.NET應(yīng)用，通過Oracle Data Provider for .NET (ODP)來訪問 Oracle 9i數(shù)據(jù)庫。

這個(gè)例子使用Oracle數(shù)據(jù)庫中一個(gè)名為Employee的表。我們?yōu)樵摫砩蟟nsert, update, delete設(shè)定觸發(fā)器。這些觸發(fā)器調(diào)用一個(gè)封裝了一個(gè)Java存儲過程的PL/SQL函數(shù)。這個(gè)Java存儲過程負(fù)責(zé)更新緩存依賴的文件。

ASP.NET Tier的VB.NET實(shí)現(xiàn)

我們設(shè)計(jì)了含一個(gè)回調(diào)方法的監(jiān)聽類來處理緩存項(xiàng)無效時(shí)的通知。這個(gè)回調(diào)方法RemovedCallback用一個(gè)代理（delegate）函數(shù)來注冊�；卣{(diào)方法onRemove的聲明必須與CacheItemRemovedCallback代理聲明又相同的簽名。

   Dim onRemove As CacheItemRemovedCallback = Nothing

   onRemove = New CacheItemRemovedCallback(AddressOf RemovedCallback)

       監(jiān)聽事件處理方法RemovedCallback負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)庫觸發(fā)器的通知，其定義如下。若緩存項(xiàng)失效，可用數(shù)據(jù)庫方法調(diào)用getRecordFromdatabase()從數(shù)據(jù)庫取出數(shù)據(jù)。參數(shù)”key”指從緩存中刪除的項(xiàng)的索引位置。參數(shù)”value”指從緩存中刪除的數(shù)據(jù)對象。參數(shù)"CacheItemRemovedReason"指從緩存中刪除數(shù)據(jù)項(xiàng)的原因。

PublicSub RemovedCallback(ByVal key AsString, ByVal value AsObject,                                                  ByVal reason As CacheItemRemovedReason)

        Dim Source As DataView

        Source = getRecordFromdatabase()

        Cache.Insert("employeeTable ", Source, New

             System.Web.Caching.CacheDependency("d:\download\tblemployee.txt"),

             Cache.NoAbsoluteExpiration, Cache.NoSlidingExpiration,

             CacheItemPriority.Normal, onRemove)

EndSub

       方法getRecordFromdatabase()負(fù)責(zé)查詢數(shù)據(jù)庫表Employee并返回一個(gè)DataView對象引用。它使用一個(gè)名為getEmployee的存儲過程來抽象從Employee表中取數(shù)據(jù)的SQL。這個(gè)方法有一個(gè)名為p_empid的參數(shù)，表示Employee的主鍵。

PublicFunction getRecordFromdatabase (ByVal p_empid As Int32) As DataView

     Dim con As OracleConnection = Nothing

     Dim cmd As OracleCommand = Nothing

     Dim ds As DataSet = Nothing

      Try

          con = getDatabaseConnection(                             "UserId=scott;Password=tiger;Data Source=testingdb;")

          cmd = New OracleCommand("Administrator.getEmployee", con)

          cmd.CommandType = CommandType.StoredProcedure

          cmd.Parameters.Add(New OracleParameter("employeeId",                        OracleDbType.Int64)).Value = p_empid

          Dim param AsNew OracleParameter("RC1", OracleDbType.RefCursor)

          cmd.Parameters.Add(param).Direction = ParameterDirection.Output

          Dim myCommand AsNew OracleDataAdapter(cmd)

          ds = New DataSet

          myCommand.Fill(ds)

          Dim table As DataTable = ds.Tables(0)

          Dim index As Int32 = table.Rows.Count

          Return ds.Tables(0).DefaultView

    Catch ex As Exception

        ThrowNew Exception("Exception in Database Tier Method                                getRecordFromdatabase () " + ex.Message, ex)

        Finally

           Try

               cmd.Dispose()

           Catch ex As Exception

           Finally

               cmd = Nothing

           EndTry

           Try

               con.Close()

           Catch ex As Exception

           Finally

               con = Nothing

           EndTry

       EndTry

EndFunction

函數(shù)getDatabaseConnection接受一個(gè)連接字符串（connection stirng）為參數(shù)，返回一個(gè)OracleConnection對象引用。

PublicFunction getDatabaseConnection(ByVal strconnection as string) As                   OracleConnection

       Dim con As Oracle.DataAccess.Client.OracleConnection = Nothing

       Try

           con = New Oracle.DataAccess.Client.OracleConnection

           con.ConnectionString = strconnection

           con.Open()

           Return con

       Catch ex As Exception

               ThrowNew Exception("Exception in Database Tier Method                                    getOracleConnection() " + ex.Message, ex)

       EndTry

EndFunction

Oracle數(shù)據(jù)庫Tier實(shí)現(xiàn)

       定義Employee表上DML事件的觸發(fā)器體如下。這個(gè)觸發(fā)器簡單的調(diào)用一個(gè)PL/SQL包裹函數(shù)來更新名為tblemployee.txt的操作系統(tǒng)文件。文件副本在兩臺機(jī)器（機(jī)器1和機(jī)器2）上更新。兩臺機(jī)器運(yùn)行同一個(gè)Web應(yīng)用的不同實(shí)例來均衡負(fù)載。這里administrator指Oracle數(shù)據(jù)庫的方案（schema）對象所有者。

begin

   administrator.plfile('machine1\\download\\ tblemployee.txt');

   administrator.plfile('machine2\\download\\ tblemployee.txt');

end;

       為更新緩存依賴文件，我們需要寫一個(gè)C函數(shù)或Java存儲過程。我們的例子中選擇了Java存儲過程，因?yàn)镺racle數(shù)據(jù)庫服務(wù)器有一個(gè)內(nèi)置的JVM，使得書寫Java存儲過程很方便。必須有足夠的內(nèi)存分配給Oracle實(shí)例的系統(tǒng)全局區(qū)（SGA）中的Java池。靜態(tài)方法updateFile接受一個(gè)絕對路徑作為參數(shù)，并在合適的目錄中創(chuàng)建緩存依賴文件。若文件已經(jīng)存在，則先刪除然后創(chuàng)建。

import java.io.*;

public class UpdFile {public static void updateFile(String filename)

{

   try {

        File f = new File(filename);

       f.delete();

       f.createNewFile();

   }

   catch (IOException e)

   {

      // log exception

   }

};

PL/SQL包裹實(shí)現(xiàn)如下。包裹函數(shù)以文件名為參數(shù)，調(diào)用Java存儲過程中updateFile方法。

(p_filename IN VARCHAR2)

AS LANGUAGE JAVA

NAME 'UpdFile.updateFile (java.lang.String)';

Web Farm部署中的Oracle數(shù)據(jù)緩存

正如我們討論的例子中所示，Web服務(wù)器1和機(jī)器2構(gòu)成了一個(gè)Web Farm來為我們的Web應(yīng)用提供負(fù)載均衡。每臺機(jī)器運(yùn)行同一個(gè)Web應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例。在這個(gè)情況下，每個(gè)實(shí)例可以擁有自己的存放在Cache對象中的緩存數(shù)據(jù)副本。當(dāng)Employee表改變，相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫觸發(fā)器更新兩臺機(jī)器上的文件tblemployee.txt。每個(gè)實(shí)例都指定一個(gè)到tblemployee.txt的緩存依賴，Web Farm的兩個(gè)實(shí)例都可以正確更新，使得兩個(gè)實(shí)例上的數(shù)據(jù)緩存可以和數(shù)據(jù)庫表Employee保持同步。

結(jié)論

數(shù)據(jù)緩存是優(yōu)化Oracle數(shù)據(jù)庫上ASP.NET應(yīng)用的有效技巧。盡管ASP.NET不允許設(shè)定緩存的數(shù)據(jù)庫依賴，Oracle觸發(fā)器協(xié)同Java存儲過程可以擴(kuò)展ASP.NET緩存的威力從而允許Oracle數(shù)據(jù)庫緩存。這個(gè)技巧也可以適用于Web Farm部署。