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解读ASP.NET 5 & MVC6系列(8):Session与Caching
阅读量:5927 次
发布时间:2019-06-19

本文共 15094 字,大约阅读时间需要 50 分钟。

在之前的版本中,Session存在于System.Web中,新版ASP.NET 5中由于不在依赖于System.Web.dll库了,所以相应的,Session也就成了ASP.NET 5中一个可配置的模块(middleware)了。

配置启用Session

ASP.NET 5中的Session模块存在于Microsoft.AspNet.Session类库中,要启用Session,首先需要在project.json中的dependencies节点中添加如下内容:

"Microsoft.AspNet.Session": "1.0.0-beta3"

然后在ConfigureServices中添加Session的引用(并进行配置):

services.AddCaching();  // 这两个必须同时添加,因为Session依赖于Cachingservices.AddSession();//services.ConfigureSession(null); 可以在这里配置,也可以再后面进行配置

最后在Configure方法中,开启使用Session的模式,如果在上面已经配置过了,则可以不再传入配置信息,否则还是要像上面的配置信息一样,传入Session的配置信息,代码如下:

app.UseInMemorySession(configure:s => { s.IdleTimeout = TimeSpan.FromMinutes(30); });//app.UseSession(o => { o.IdleTimeout = TimeSpan.FromSeconds(30); });//app.UseInMemorySession(null, null);   //开启内存Session//app.UseDistributedSession(null, null);//开启分布式Session,也即持久化Session//app.UseDistributedSession(new RedisCache(new RedisCacheOptions() { Configuration = "localhost" }));

对于UseInMemorySession方法,接收2个可选参数,分别是:IMemoryCache可用于修改Session数据的默认保存地址;Action<SessionOptions>委托则可以让你修改默认选项,比如Session cookie的路径、默认的过期时间等。本例中,我们修改默认过期时间为30分钟。

注意:该方法必须在app.UseMvc之前调用,否则在Mvc里获取不到Session,而且会出错。

获取和设置Session

获取和设置Session对象,一般是在Controller的action里通过this.Context.Session来获取的,其获取的是一个基于接口ISessionCollection的实例。该接口可以通过索引、Set、TryGetValue等方法进行Session值的获取和设置,但我们发现在获取和设置Session的时候,我们只能使用byte[]类型,而不能像之前版本的Session一样可以设置任意类型的数据。原因是因为,新版本的Session要支持在远程服务器上存储,就需要支持序列化,所以才强制要求保存为byte[]类型。所以我们在保存Session的时候,需要将其转换为byte[]才能进行保存,并且获取以后要再次将byte[]转换为自己的原有的类型才行。这种形式太麻烦了,好在微软在Microsoft.AspNet.Http命名空间(所属Microsoft.AspNet.Http.Extensions.dll中)下,为我们添加了几个扩展方法,分别用于设置和保存byte[]类型、int类型、以及string类型,代码如下:

public static byte[] Get(this ISessionCollection session, string key);public static int? GetInt(this ISessionCollection session, string key);public static string GetString(this ISessionCollection session, string key);public static void Set(this ISessionCollection session, string key, byte[] value);public static void SetInt(this ISessionCollection session, string key, int value);public static void SetString(this ISessionCollection session, string key, string value);

所以,在Controller里引用Microsoft.AspNet.Http命名空间以后,我们就可以通过如下代码进行Session的设置和获取了:

Context.Session.SetString("Name", "Mike");Context.Session.SetInt("Age", 21);ViewBag.Name = Context.Session.GetString("Name");ViewBag.Age = Context.Session.GetInt("Age");

自定义类型的Session设置和获取

前面我们说了,要保存自定义类型的Session,需要将其类型转换成byte[]数组才行,在本例中,我们对bool类型的Session数据进行设置和获取的代码,示例如下:

public static class SessionExtensions{    public static bool? GetBoolean(this ISessionCollection session, string key)    {        var data = session.Get(key);        if (data == null)        {            return null;        }        return BitConverter.ToBoolean(data, 0);    }     public static void SetBoolean(this ISessionCollection session, string key, bool value)    {        session.Set(key, BitConverter.GetBytes(value));    }}

定义bool类型的扩展方法以后,我们就可以像SetInt/GetInt那样进行使用了,示例如下:

Context.Session.SetBoolean("Liar", true);ViewBag.Liar = Context.Session.GetBoolean("Liar");

另外,ISessionCollection接口上还提供了Remove(string key)和Clear()两个方法分别用于删除某个Session值和清空所有的Session值的功能。但同时也需要注意,该接口并没提供之前版本中的Abandon方法功能。

基于Redis的Session管理

使用分布式Session,其主要工作就是将Session保存的地方从原来的内存换到分布式存储上,本节,我们以Redis存储为例来讲解分布式Session的处理。

先查看使用分布式Session的扩展方法,示例如下,我们可以看到,其Session容器需要是一个支持IDistributedCache的接口示例。

public static IApplicationBuilder UseDistributedSession([NotNullAttribute]this IApplicationBuilder app, IDistributedCache cache, Action
configure = null);

该接口是缓存Caching的通用接口,也就是说,只要我们实现了缓存接口,就可以将其用于Session的管理。进一步查看该接口发现,该接口中定义的Set方法还需要实现一个ICacheContext类型的缓存上下文(以便在调用的时候让其它程序进行委托调用),接口定义分别如下:

public interface IDistributedCache{    void Connect();    void Refresh(string key);    void Remove(string key);    Stream Set(string key, object state, Action
create); bool TryGetValue(string key, out Stream value);}public interface ICacheContext{ Stream Data { get; } string Key { get; } object State { get; } void SetAbsoluteExpiration(TimeSpan relative); void SetAbsoluteExpiration(DateTimeOffset absolute); void SetSlidingExpiration(TimeSpan offset);}

接下来,我们基于Redis来实现上述功能,创建RedisCache类,并继承IDistributedCache,引用StackExchange.Redis程序集,然后实现IDistributedCache接口的所有方法和属性,代码如下:

using Microsoft.Framework.Cache.Distributed;using Microsoft.Framework.OptionsModel;using StackExchange.Redis;using System;using System.IO;namespace Microsoft.Framework.Caching.Redis{    public class RedisCache : IDistributedCache    {        // KEYS[1] = = key        // ARGV[1] = absolute-expiration - ticks as long (-1 for none)        // ARGV[2] = sliding-expiration - ticks as long (-1 for none)        // ARGV[3] = relative-expiration (long, in seconds, -1 for none) - Min(absolute-expiration - Now, sliding-expiration)        // ARGV[4] = data - byte[]        // this order should not change LUA script depends on it        private const string SetScript = (@"                redis.call('HMSET', KEYS[1], 'absexp', ARGV[1], 'sldexp', ARGV[2], 'data', ARGV[4])                if ARGV[3] ~= '-1' then                  redis.call('EXPIRE', KEYS[1], ARGV[3])                 end                return 1");        private const string AbsoluteExpirationKey = "absexp";        private const string SlidingExpirationKey = "sldexp";        private const string DataKey = "data";        private const long NotPresent = -1;        private ConnectionMultiplexer _connection;        private IDatabase _cache;        private readonly RedisCacheOptions _options;        private readonly string _instance;        public RedisCache(IOptions
optionsAccessor) { _options = optionsAccessor.Options; // This allows partitioning a single backend cache for use with multiple apps/services. _instance = _options.InstanceName ?? string.Empty; } public void Connect() { if (_connection == null) { _connection = ConnectionMultiplexer.Connect(_options.Configuration); _cache = _connection.GetDatabase(); } } public Stream Set(string key, object state, Action
create) { Connect(); var context = new CacheContext(key) { State = state }; create(context); var value = context.GetBytes(); var result = _cache.ScriptEvaluate(SetScript, new RedisKey[] { _instance + key }, new RedisValue[] { context.AbsoluteExpiration?.Ticks ?? NotPresent, context.SlidingExpiration?.Ticks ?? NotPresent, context.GetExpirationInSeconds() ?? NotPresent, value }); // TODO: Error handling return new MemoryStream(value, writable: false); } public bool TryGetValue(string key, out Stream value) { value = GetAndRefresh(key, getData: true); return value != null; } public void Refresh(string key) { var ignored = GetAndRefresh(key, getData: false); } private Stream GetAndRefresh(string key, bool getData) { Connect(); // This also resets the LRU status as desired. // TODO: Can this be done in one operation on the server side? Probably, the trick would just be the DateTimeOffset math. RedisValue[] results; if (getData) { results = _cache.HashMemberGet(_instance + key, AbsoluteExpirationKey, SlidingExpirationKey, DataKey); } else { results = _cache.HashMemberGet(_instance + key, AbsoluteExpirationKey, SlidingExpirationKey); } // TODO: Error handling if (results.Length >= 2) { // Note we always get back two results, even if they are all null. // These operations will no-op in the null scenario. DateTimeOffset? absExpr; TimeSpan? sldExpr; MapMetadata(results, out absExpr, out sldExpr); Refresh(key, absExpr, sldExpr); } if (results.Length >= 3 && results[2].HasValue) { return new MemoryStream(results[2], writable: false); } return null; } private void MapMetadata(RedisValue[] results, out DateTimeOffset? absoluteExpiration, out TimeSpan? slidingExpiration) { absoluteExpiration = null; slidingExpiration = null; var absoluteExpirationTicks = (long?)results[0]; if (absoluteExpirationTicks.HasValue && absoluteExpirationTicks.Value != NotPresent) { absoluteExpiration = new DateTimeOffset(absoluteExpirationTicks.Value, TimeSpan.Zero); } var slidingExpirationTicks = (long?)results[1]; if (slidingExpirationTicks.HasValue && slidingExpirationTicks.Value != NotPresent) { slidingExpiration = new TimeSpan(slidingExpirationTicks.Value); } } private void Refresh(string key, DateTimeOffset? absExpr, TimeSpan? sldExpr) { // Note Refresh has no effect if there is just an absolute expiration (or neither). TimeSpan? expr = null; if (sldExpr.HasValue) { if (absExpr.HasValue) { var relExpr = absExpr.Value - DateTimeOffset.Now; expr = relExpr <= sldExpr.Value ? relExpr : sldExpr; } else { expr = sldExpr; } _cache.KeyExpire(_instance + key, expr); // TODO: Error handling } } public void Remove(string key) { Connect(); _cache.KeyDelete(_instance + key); // TODO: Error handling } }}

在上述代码中,我们使用了自定义类RedisCacheOptions作为Redis的配置信息类,为了实现基于POCO的配置定义,我们还继承了IOptions接口,该类的定义如下:

public class RedisCacheOptions : IOptions
{ public string Configuration { get; set; } public string InstanceName { get; set; } RedisCacheOptions IOptions
.Options { get { return this; } } RedisCacheOptions IOptions
.GetNamedOptions(string name) { return this; }}

第三部,定义委托调用时使用的缓存上下文类CacheContext,具体代码如下:

using Microsoft.Framework.Cache.Distributed;using System;using System.IO;namespace Microsoft.Framework.Caching.Redis{    internal class CacheContext : ICacheContext    {        private readonly MemoryStream _data = new MemoryStream();        internal CacheContext(string key)        {            Key = key;            CreationTime = DateTimeOffset.UtcNow;        }        ///         /// The key identifying this entry.        ///         public string Key { get; internal set; }        ///         /// The state passed into Set. This can be used to avoid closures.        ///         public object State { get; internal set; }        public Stream Data { get { return _data; } }        internal DateTimeOffset CreationTime { get; set; } // 可以让委托设置创建时间        internal DateTimeOffset? AbsoluteExpiration { get; private set; }        internal TimeSpan? SlidingExpiration { get; private set; }        public void SetAbsoluteExpiration(TimeSpan relative) // 可以让委托设置相对过期时间        {            if (relative <= TimeSpan.Zero)            {                throw new ArgumentOutOfRangeException("relative", relative, "The relative expiration value must be positive.");            }            AbsoluteExpiration = CreationTime + relative;        }        public void SetAbsoluteExpiration(DateTimeOffset absolute) // 可以让委托设置绝对过期时间        {            if (absolute <= CreationTime)            {                throw new ArgumentOutOfRangeException("absolute", absolute, "The absolute expiration value must be in the future.");            }            AbsoluteExpiration = absolute.ToUniversalTime();        }        public void SetSlidingExpiration(TimeSpan offset) // 可以让委托设置offset过期时间        {            if (offset <= TimeSpan.Zero)            {                throw new ArgumentOutOfRangeException("offset", offset, "The sliding expiration value must be positive.");            }            SlidingExpiration = offset;        }        internal long? GetExpirationInSeconds()        {            if (AbsoluteExpiration.HasValue && SlidingExpiration.HasValue)            {                return (long)Math.Min((AbsoluteExpiration.Value - CreationTime).TotalSeconds, SlidingExpiration.Value.TotalSeconds);            }            else if (AbsoluteExpiration.HasValue)            {                return (long)(AbsoluteExpiration.Value - CreationTime).TotalSeconds;            }            else if (SlidingExpiration.HasValue)            {                return (long)SlidingExpiration.Value.TotalSeconds;            }            return null;        }        internal byte[] GetBytes()        {            return _data.ToArray();        }    }}

最后一步定义,RedisCache中需要的根据key键获取缓存值的快捷方法,代码如下:

using StackExchange.Redis;using System;namespace Microsoft.Framework.Caching.Redis{    internal static class RedisExtensions    {        private const string HmGetScript = (@"return redis.call('HMGET', KEYS[1], unpack(ARGV))");        internal static RedisValue[] HashMemberGet(this IDatabase cache, string key, params string[] members)        {            var redisMembers = new RedisValue[members.Length];            for (int i = 0; i < members.Length; i++)            {                redisMembers[i] = (RedisValue)members[i];            }            var result = cache.ScriptEvaluate(HmGetScript, new RedisKey[] { key }, redisMembers);            // TODO: Error checking?            return (RedisValue[])result;        }    }}

至此,所有的工作就完成了,将该缓存实现注册为Session的provider的代码方法如下:

app.UseDistributedSession(new RedisCache(new RedisCacheOptions(){    Configuration = "此处填写 redis的地址",    InstanceName = "此处填写自定义实例名"}), options =>{    options.CookieHttpOnly = true;});

参考:http://www.mikesdotnetting.com/article/270/sessions-in-asp-net-5

关于Caching

默认情况下,本地缓存使用的是IMemoryCache接口的示例,可以通过获取该接口的示例来对本地缓存进行操作,示例代码如下:

var cache = app.ApplicationServices.GetRequiredService
();var obj1 = cache.Get("key1");bool obj2 = cache.Get
("key2");

对于,分布式缓存,由于AddCaching,默认将IMemoryCache实例作为分布式缓存的provider了,代码如下:

public static class CachingServicesExtensions{    public static IServiceCollection AddCaching(this IServiceCollection collection)    {        collection.AddOptions();        return collection.AddTransient
() .AddSingleton
(); }}

所以,要使用新的分布式Caching实现,我们需要注册自己的实现,代码如下:

services.AddTransient
();services.Configure
(opt =>{ opt.Configuration = "此处填写 redis的地址"; opt.InstanceName = "此处填写自定义实例名";});

基本的使用方法如下:

var cache = app.ApplicationServices.GetRequiredService
();cache.Connect();var obj1 = cache.Get("key1"); //该对象是流,需要将其转换为强类型,或自己再编写扩展方法var bytes = obj1.ReadAllBytes();

同步与推荐

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