技巧 5 — 每请求缓存

    在本文前面部分，我提到了经常遍历代码路径的一些小改善可能会导致较大的整体性能收益。对于这些小改善，其中有一个绝对是我的最爱，我将其称之为“每请求缓存”。

    缓存 API 的设计目的是为了将数据缓存较长的一段时间，或者缓存至满足某些条件时，但每请求缓存则意味着只将数据缓存为该请求的持续时间。对于每个请求，要经常访问某个特定的代码路径，但是数据却只需提取、应用、修改或更新一次。这听起来有些理论化，那么我们来举一个具体的示例。

    在社区服务器的论坛应用程序中，页面上使用的每个服务器控件都需要个性化的数据来确定使用什么外观、使用什么样式表，以及其他个性化数据。这些数据中有些可以长期缓存，但是有些数据却只针对每个请求提取一次，然后在执行该请求期间对其重用多次，如要用于控件的外观。

    为了达到每请求缓存，请使用 ASP.NET HttpContext。对于每个请求，都会创建一个 HttpContext 实例，在该请求期间从 HttpContext.Current 属性的任何位置都可访问该实例。该 HttpContext 类具有一个特殊的 Items 集合属性；添加到此 Items 集合的对象和数据只在该请求持续期间内进行缓存。正如您可以使用缓存来存储经常访问的数据一样，您也可以使用 HttpContext.Items 来存储只基于每个请求使用的数据。它背后的逻辑非常简单：数据在它不存在的时候添加到 HttpContext.Items 集合，在后来的查找中，只是返回 HttpContext.Items 中的数据。

    技巧 6 — 后台处理

    通往代码的路径应该尽可能快速，是吗？可能有时您会觉得针对每个请求执行的或者每 n 个请求执行一次的任务所需资源非常多。发送电子邮件或者分析和验证传入数据就是这样的一些例子。

    剖析 ASP.NET Forums 1.0 并重新构建组成社区服务器的内容时，我们发现添加新张贴的代码路径非常慢。每次添加新张贴时，应用程序首先需要确保没有重复的张贴，然后必须使用“坏词”筛选器分析该张贴，分析张贴的字符图释，对张贴添加标记并进行索引，请求时将张贴添加到合适的队列，验证附件，最终张贴之后，立即向所有订阅者发出电子邮件通知。很清楚，这涉及很多操作。

    经研究发现，大多数时间都花在了索引逻辑和发送电子邮件上。对张贴进行索引是一个非常耗时的操作，人们发现内置的 System.Web.Mail 功能要连接 SMYP 服务器，然后连续发送电子邮件。当某个特定张贴或主题领域的订阅者数量增加时，执行 AddPost 功能所需的时间也越来越长。

    并不需要针对每个请求都进行电子邮件索引。理想情况下，我们想要将此操作进行批处理，一次索引 25 个张贴或者每五分钟发送一次所有电子邮件。我们决定使用以前用于对数据缓存失效进行原型设计的代码，这个失效是用于最终进入 Visual Studio® 2005 的内容的。

    System.Threading 命名空间中的 Timer 类非常有用，但是在 .NET Framework 中不是很有名，至少对于 Web 开发人员来说是这样。创建之后，这个 Timer 类将以一个可配置的间隔针对 ThreadPool 中的某个线程调用指定的回调。这就表示，您可以对代码进行设置，使其能够在没有对 ASP.NET 应用程序进行传入请求的情况下得以执行，这是后台处理的理想情况。您还可以在此后台进程中执行如索引或发送电子邮件之类的操作。

    但是，这一技术有几个问题。如果应用程序域卸载，该计时器实例将停止触发其事件。另外，因为 CLR 对于每个进程的线程数量具有一个硬性标准，所以可能会出现这样的情形：服务器负载很重，其中计时器可能没有可在其基础上得以完成的线程，在某种程度上可能会造成延迟。ASP.NET 通过在进程中保留一定数量的可用线程，并且仅使用总线程的一部分用于请求处理，试图将上述情况发生的机会降到最低。但是，如果您具有很多异步操作时，这可能就是一个问题了。

    这里没有足够的空间来放置该代码，但是您可以下载一个可以看懂的示例，网址是 www.rob-howard.net。请了解一下 Blackbelt TechEd 2004 演示中的幻灯片和演示。

    技巧 7 — 页输出缓存和代理服务器

    ASP.NET 是您的表示层（或者说应该是您的表示层）；它由页、用户控件、服务器控件（HttpHandlers 和 HttpModules）以及它们生成的内容组成。如果您具有一个 ASP.NET 页，它会生成输出（HTML、XML、图像或任何其他数据），并且您针对每个请求运行此代码时，它都会生成相同的输出，那么您就拥有一个可用于页输出缓存的较好备选内容。

    将此行内容添加页的最上端

    <%@ Page OutputCache VaryByParams="none" Duration="60" %>

    就可以高效地为此页生成一次输出，然后对它进行多次重用，时间最长为 60 秒，此时该页将重新执行，输出也将再一次添加到 ASP.NET 缓存。通过使用一些低级程序化 API 也可以完成此行为。对于输出缓存有几个可配置的设置，如刚刚讲到的 VaryByParams 属性。VaryByParams 刚好被请求到，但还允许您指定 HTTP GET 或 HTTP POST 参数来更改缓存项。例如，只需设置 VaryByParam="Report" 即可对 default.aspx?Report=1 或 default.aspx?Report=2 进行输出缓存。通过指定一个以分号分隔的列表，还可以指定其他参数。

    很多人都不知道何时使用输出缓存，ASP.NET 页还会生成一些位于缓存服务器下游的 HTTP 标头，如 Microsoft Internet Security and Acceleration Server 或 Akamai 使用的标头。设置了 HTTP 缓存标头之后，可以在这些网络资源上对文档进行缓存，客户端请求也可在不必返回原始服务器的情况下得以满足。

    因此，使用页输出缓存不会使得您的应用程序效率更高，但是它可能会减少服务器上的负载，因为下游缓存技术会缓存文档。当然，这可能只是匿名内容；一旦它成为下游之后，您就再也不会看到这些请求，并且再也无法执行身份验证以阻止对它的访问了。

    技巧 8 — 运行 IIS 6.0（只要用于内核缓存）

    如果您未运行 IIS 6.0 (Windows Server? 2003)，那么您就错过了 Microsoft Web 服务器中的一些很好的性能增强。在技巧 7 中，我讨论了输出缓存。在 IIS 5.0 中，请求是通过 IIS 然后进入 ASP.NET 的。涉及到缓存时，ASP.NET 中的 HttpModule 会接收该请求，并返回缓存中的内容。

    如果您正在使用 IIS 6.0，就会发现一个很好的小功能，称为内核缓存，它不需要对 ASP.NET 进行任何代码更改。当请求由 ASP.NET 进行输出缓存时，IIS 内核缓存会接收缓存数据的一个副本。当请求来自网络驱动程序时，内核级别的驱动程序（无上下文切换到用户模式）就会接收该请求，如果经过了缓存，则会将缓存的数据刷新到响应，然后完成执行。这就表示，当您将内核模式缓存与 IIS 和 ASP.NET 输出缓存一起使用时，就会看到令人不敢相信的性能结果。在 ASP.NET 的 Visual Studio 2005 开发过程中，我一度是负责 ASP.NET 性能的程序经理。开发人员完成具体工作，但是我要看到每天进行的所有报告。内核模式缓存结果总是最有意思的。最常见的特征是网络充满了请求/响应，而 IIS 运行时的 CPU 使用率只有大约 5%。这太令人震惊了！当然使用 IIS 6.0 还有一些其他原因，但是内核模式缓存是其中最明显的一个。

    技巧 9 — 使用 Gzip 压缩

    虽然使用 gzip 并不一定是服务器性能技巧（因为您可能会看到 CPU 使用率的提高），但是使用 gzip 压缩可以减少服务器发送的字节数量。这就使人们觉得页速度加快了，并且还减少了带宽的用量。根据所发送数据、可以压缩的程度以及客户端浏览器是否支持（IIS 只会向支持 gzip 压缩的客户端发送经过 gzip 压缩的内容，如 Internet Explorer 6.0 和 Firefox），您的服务器每秒可以服务于更多的请求。实际上，几乎每当您减少所返回数据的数量时，都会增加每秒请求数。

    Gzip 压缩已经内置到 IIS 6.0 中，并且其性能比 IIS 5.0 中使用的 gzip 压缩要好的多，这是好消息。但不幸的是，当尝试在 IIS 6.0 中打开 gzip 压缩时，您可能无法在 IIS 的属性对话中找到该设置。IIS 小组在该服务器中置入了卓越的 gzip 功能，但是忘了包括一个用于启用该功能的管理 UI。要启用 gzip 压缩，您必须深入到 IIS 6.0 的 XML 配置设置内部（这样不会引起心脏虚弱）。顺便提一句，这归功于 OrcsWeb 的 Scott Forsyth，他帮助我提出了在 OrcsWeb 上宿主的 www.asp.net 服务器的这个问题。

    本文就不讲述步骤了，请阅读 Brad Wilson 的文章，网址是 IIS6 Compression。还有一篇有关为 ASPX 启用压缩的知识库文章，网址是 Enable ASPX Compression in IIS。但是您应该注意，由于一些实施细节，IIS 6.0 中不能同时存在动态压缩和内核缓存。

    技巧 10 — 服务器控件视图状态

    视图状态是一个有趣的名称，用于表示在所生成页的隐藏输出字段中存储一些状态数据的 ASP.NET。当该页张贴回服务器时，服务器可以分析、验证、并将此视图状态数据应用回该页的控件树。视图状态是一个非常强大的功能，因为它允许状态与客户端一起保持，并且它不需要 cookie 或服务器内存即可保存此状态。很多 ASP.NET 服务器控件都使用视图状态来保持在与页元素进行交互期间创建的设置，例如保存对数据进行分页时显示的当前页。

    然而使用视图状态也有一些缺点。首先，服务或请求页时，它都会增加页的总负载。对张贴回服务器的视图状态数据进行序列化或取消序列化时，也会发生额外的开销。最后，视图状态会增加服务器上的内存分配。

    几个服务器控件有着过度使用视图状态的趋势，即使在并不需要的情况下也要使用它，其中最著名的是 DataGrid。ViewState 属性的默认行为是启用，但是如果您不需要，则可以在控件或页级别关闭。在控件内，只需将 EnableViewState 属性设置为 false，或者在页中使用下列设置即可对其进行全局设置：

    <%@ Page EnableViewState="false" %>

    如果您不回发页，或者总是针对每个请求重新生成页上的控件，则应该在页级别禁用视图状态。

    小结

    我为您讲述了一些我认为在编写高性能 ASP.NET 应用程序时有所帮助的技巧。正如我在本文前面部分提到的那样，这是一个初步指南，并不是 ASP.NET 性能的最后结果。（有关改善 ASP.NET 应用程序性能的信息，请参阅 Improving ASP.NET Performance。）只有通过自己的亲身体验才能找出解决具体性能问题的最好方法。但是，在您的旅程中，这些技巧应该会为您提供一些好的指南。在软件开发中，几乎没有绝对的东西；每个应用程序都是唯一的。