为ASP.NET应用缓存Oracle数据

原作：Narayan Veeramani

时间：12/29 /2003

为了创建可扩展、高性能的基于WEB的应用，ASP.NET提供一个称为数据缓存（Data Caching）的特性。数据缓存支持将频繁访问的数据对象可编程地存放在内存中。这一特性可扩展以广泛地提高查询Oracle数据库中数据的ASP.NET应用的性能。本文讲述一个策略，可用于采用Web Farm环境中的ASP.NET Web应用缓存Oracle数据库数据。这个技巧允许在内存中缓存频繁访问的Oracle数据库数据，而不是频繁访问数据库来取数据。这可以帮助避免到Oracle数据库服务器的不必要的远路。进一步的，文章提出了一个保持缓存数据以使其始终与Oracle数据同步的实现。

ASP.NET中的数据缓存

ASP.NET中的数据缓存由Cache类和System.Web.Caching命名空间中的CacheDependency类支持。Cache类提供向缓存插入和从中取出数据的方法。CacheDependency类允许为缓存中数据项的指定其依赖项。当我们用Insert和Add方法将项目加入缓存中，可以指定一个项目的过期（expiration）策略。我们可以用Insert方法的absoluteExpiration属性来定义缓存中一个项目的生命期。这个属性允许你指定相应数据项过期的准确时间。也可以使用slidingExpiration属性来指定项目过期的流逝时间（基于它被访问的时间）。一旦一个项目过期，它从缓存中被清除。除非它再次被加入缓存中，否则再试图访问，将返回一个空值。

设定缓存依赖

ASP.NET使我们可以基于一个外部文件、目录或另一个缓存项来定义一个缓存项的依赖，即所谓文件依赖与键依赖。若一个依赖项改变，缓存项自动失效并被从缓存中清除。当相应的数据源改变时，我们可以用这种方法来从缓存中删除项目。例如，若我们的应用从一个XML文件中取数据并显示在一个表格（grid）中，我们可以把文件中的数据存放到缓存中，并设定缓存依赖于那个XML文件。当XML文件被更新，数据项就从缓存中被清除出去。这一事件发生时，应用重新读入XML文件，最新的数据项副本被再一次插入缓存中。进一步的，回调事件处理器可被设定为一个监听者，当缓存项被删除时得到通知。这使得我们不需要反复轮询缓存来确定数据项是否已无效。

Oracle数据库上的ASP.NET缓存依赖

现在考虑这样一个情景：数据存放于Oracle数据库中，一个ASP.NET应用通过ADO.NET来访问。进一步，我们假设数据库表中的数据一般是静态的，并被这个Web应用频繁访问。表上的DML操作很少而对数据有很多Select。这种情况是数据缓存技术的理想应用。但不幸的是，ASP.NET并不允许设定一个缓存项依赖于存放在数据库表中的数据。进一步，现实世界中，基于Web的系统，Web服务器和Oracle数据库服务器总是会运行在不同的机器上，使得缓存无效操作更有挑战性。另外，多数基于Web的应用采用Web farms，同一个应用的实例在不同的Web服务器上跑以负载均衡。这种情况使得数据库缓存问题稍稍复杂一些。

为了进一步研究上述问题的解决方案，我们举一个Web应用的例子来说明如何实现。例子中，我们使用VB.NET实现的ASP.NET应用，通过Oracle Data Provider for .NET (ODP)来访问 Oracle 9i数据库。

这个例子使用Oracle数据库中一个名为Employee的表。我们为该表上insert, update, delete设定触发器。这些触发器调用一个封装了一个Java存储过程的PL/SQL函数。这个Java存储过程负责更新缓存依赖的文件。

ASP.NET Tier的VB.NET实现

我们设计了含一个回调方法的监听类来处理缓存项无效时的通知。这个回调方法RemovedCallback用一个代理（delegate）函数来注册。回调方法onRemove的声明必须与CacheItemRemovedCallback代理声明又相同的签名。

   Dim onRemove As CacheItemRemovedCallback = Nothing

   onRemove = New CacheItemRemovedCallback(AddressOf RemovedCallback)

       监听事件处理方法RemovedCallback负责处理数据库触发器的通知，其定义如下。若缓存项失效，可用数据库方法调用getRecordFromdatabase()从数据库取出数据。参数”key”指从缓存中删除的项的索引位置。参数”value”指从缓存中删除的数据对象。参数"CacheItemRemovedReason"指从缓存中删除数据项的原因。

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()负责查询数据库表Employee并返回一个DataView对象引用。它使用一个名为getEmployee的存储过程来抽象从Employee表中取数据的SQL。这个方法有一个名为p_empid的参数，表示Employee的主键。

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

函数getDatabaseConnection接受一个连接字符串（connection stirng）为参数，返回一个OracleConnection对象引用。

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数据库Tier实现

       定义Employee表上DML事件的触发器体如下。这个触发器简单的调用一个PL/SQL包裹函数来更新名为tblemployee.txt的操作系统文件。文件副本在两台机器（机器1和机器2）上更新。两台机器运行同一个Web应用的不同实例来均衡负载。这里administrator指Oracle数据库的方案（schema）对象所有者。

begin

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

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

end;

       为更新缓存依赖文件，我们需要写一个C函数或Java存储过程。我们的例子中选择了Java存储过程，因为Oracle数据库服务器有一个内置的JVM，使得书写Java存储过程很方便。必须有足够的内存分配给Oracle实例的系统全局区（SGA）中的Java池。静态方法updateFile接受一个绝对路径作为参数，并在合适的目录中创建缓存依赖文件。若文件已经存在，则先删除然后创建。

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包裹实现如下。包裹函数以文件名为参数，调用Java存储过程中updateFile方法。

(p_filename IN VARCHAR2)

AS LANGUAGE JAVA

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

Web Farm部署中的Oracle数据缓存

正如我们讨论的例子中所示，Web服务器1和机器2构成了一个Web Farm来为我们的Web应用提供负载均衡。每台机器运行同一个Web应用的一个实例。在这个情况下，每个实例可以拥有自己的存放在Cache对象中的缓存数据副本。当Employee表改变，相应的数据库触发器更新两台机器上的文件tblemployee.txt。每个实例都指定一个到tblemployee.txt的缓存依赖，Web Farm的两个实例都可以正确更新，使得两个实例上的数据缓存可以和数据库表Employee保持同步。

结论

数据缓存是优化Oracle数据库上ASP.NET应用的有效技巧。尽管ASP.NET不允许设定缓存的数据库依赖，Oracle触发器协同Java存储过程可以扩展ASP.NET缓存的威力从而允许Oracle数据库缓存。这个技巧也可以适用于Web Farm部署。