ASP.NET Core 性能最佳實踐（一）

這篇文章的主要內容來源於.NET文檔，此處翻譯前4條內容，其他內容會陸續貼出來

1. 積極使用緩存
2. 明確”熱代碼路徑”
3. 避免使用阻塞調用
4. 返回值使用IEnumerable<T> 還是 IAsyncEnumerable<T>？

 

積極使用緩存

詳情請查看：ASP.NET Core 中的響應緩存.

asp.net core 中的幾類緩存：

1.響應緩存（輸出緩存） ResponseCache

響應緩存本質上是控制響應數據Header頭中的Cache-Control，從而設置瀏覽器對Http請求的緩存。

有兩種實現方式：

1.使用響應緩存特性：ResponseCacheAttribute

　　下面的示例表示響應緩存60秒

[ResponseCache(Duration = 60)]

　　下面的示例表示不使用響應緩存，即響應Header頭為：Cache-Control:no-store,no-cache

[ResponseCache(Duration = 0, Location = ResponseCacheLocation.None, NoStore = true)]

 

2.使用響應緩存中間件 （可全局設定緩存策略）

        // This method gets called by the runtime. Use this method to add services to the container.
        public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
        {
            services.AddResponseCaching();
        }

        // This method gets called by the runtime. Use this method to configure the HTTP request pipeline.
        public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
        {
            if (env.IsDevelopment())
            {
                app.UseDeveloperExceptionPage();
            }
            else
            {
                app.UseExceptionHandler("/Home/Error");
            }

            app.UseResponseCaching();
            app.Use(async (context, next) =>
            {
                context.Response.GetTypedHeaders().CacheControl =
                    new Microsoft.Net.Http.Headers.CacheControlHeaderValue()
                    {
                        Public = true,
                        MaxAge = TimeSpan.FromSeconds(10)
                    };
                context.Response.Headers[Microsoft.Net.Http.Headers.HeaderNames.Vary] =
                    new string[] { "Accept-Encoding" };

                await next();
            });
        }

注意：如果跨域中間件和響應緩存中間件共同使用的話，那么跨域中間件要在前面。

使用響應緩存設置緩存策略，不僅可以告知客戶端緩存響應數據，也可以明確告知客戶端不要緩存數據（Cache-Control:no-store,no-cache）。

 

2.內存緩存 IMemoryCache

在Startup中注入內存緩存依賴

public class Startup
{
        public Startup(IConfiguration configuration)
        {
            Configuration = configuration;
        }

        public IConfiguration Configuration { get; }

        // This method gets called by the runtime. Use this method to add services to the container.
        public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
        {
            services.AddMemoryCache(option =>
            {
                option.CompactionPercentage = 0.1;
                option.SizeLimit = 1000;
            });
        }
}

MemoryCacheOptions的解釋：

SizeLimit：緩存的最大大小。

CompactionPercentage：表示超出緩存最大大小時，需要壓縮的緩存比例。

ExpirationScanFrequence：表示掃描過期項的時間間隔。（注意：只有在訪問緩存之后才會觸發）

使用內存緩存

public class HomeController : Controller
{
        private readonly IMemoryCache _cache;

        public HomeController(IMemoryCache cache)
        {
            _cache = cache;
        }

        public IActionResult Index()
        {
            _cache.TryGetValue("Test", out object value);
            if (value == null)
            {
                value = "Hello";
                _cache.Set("Test", value);
            }
            this.ViewBag.Test = value;

            return View();
        }
}

注意事項：緩存到達失效時間，並不會被立即處理，因為並沒有對緩存失效進行判斷的定時器。

第一種情況：當緩存再次被訪問（ (Get, Set, Remove)）時，會觸發失效掃描。

第二種情況：使用CancellationTokenSource，當CancellationTokenSource失效時，自動觸發緩存的失效。

 

3.分布式緩存 IDistributedCache

.NET Core中實現了IDistributedCache接口的四個分布式緩存：

1.分布式內存緩存

內存緩存，本質上並不是分布式緩存，主要用於在開發，測試階段使用。

services.AddDistributedMemoryCache();

2.分布式SQLServer緩存

使用SQLServer數據庫作為數據存儲，用以提供kv存儲的分布式服務

services.AddDistributedSqlServerCache(options =>
{
    options.ConnectionString = _config["DistCache_ConnectionString"];
    options.SchemaName = "dbo";
    options.TableName = "TestCache";
});

3.分布式緩存Redis

首先安裝程序包：Microsoft.Extensions.Caching.StackExchangeRedis

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddStackExchangeRedisCache(options =>
    {
        options.Configuration = "localhost:6379";
    });
}

 

4.分布式緩存NCache

NCache是一個為.NET應該程序開發的，非常快，非常穩定的，開放源代碼的分布式緩存。（GitHub上的解釋）

 

4.對象池 ObjectPool

 

明確應用的”熱代碼路徑”

”熱代碼路徑”的定義為訪問頻繁並且耗時較長的代碼。”熱代碼”會限制應用對水平擴展，並且對性能影響很明細，這個問題在文檔的后續部分也會多次提及。

 我認為叫“關鍵路徑”更貼切，這一點的本質是找出系統中的性能瓶頸，確定對性能影響最大的代碼，然后加以解決。

 

避免使用阻塞調用

ASP.NET Core 程序應該被設計成同時處理多個請求。異步API使用一個小線程池可以處理上千個並發請求，而不會阻塞。這樣請求線程可以去處理其他請求，而不是等待一個長時同步任務完成。

ASP.NET Core 程序的一個常見的性能問題是，阻塞了本該異步執行的調用。很多同步調用會導致線程池飢餓，增大相應時間。

不要像下面這樣做：

• 通過 Task.Wait 或 Task.Result 阻塞異步執行。
• 在常用代碼上使用鎖（lock）。ASP.NET Core 程序被設計為並行架構時執行效率最高。
• 自己定義一個 Task.Run ，然后去await 。由於ASP.NET Core 程序已經是在通用線程池上運行了，調用 Task.Run 是沒有必要的，

應該這樣做：

• 異步調用“熱代碼”。
• 在訪問數據，I/O，長時操作的時候，如果有異步API就盡量使用異步API。不要使用Task.Run將同步API異步執行。
• 使Controller或Razor Page中的Action異步化。將整個調用棧異步化，以便使用 async/await。

性能分析器 PerfView，可以用來查找頻繁加入線程池的線程。

Microsoft-Windows-DotNETRuntime/ThreadPoolWorkerThread/Start 表明一個線程加入了線程池。

 

返回IEnumerable<T> 還是 IAsyncEnumerable<T>

如果Action Result返回IEnumerable<T>，那么序列化器以同步的方式處理集合迭代，這樣阻塞調用可能會導致線程池飢餓，為避免同步迭代，可在返回迭代之前調用 ToListAsync()。

從ASP.NET Core 3.0開始，IAsyncEnumerable<T>作為異步枚舉，可取代IEnumerable<T>。