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ASP.NET Core 性能优化：客户端响应缓存

news 来源：原创 2025/5/15 0:07:45

文章目录

前言
一、什么是缓存
二、客户端缓存
- 核心机制：HTTP缓存头
- 1）使用[ResponseCache]属性（推荐）
- 2）预定义缓存配置（CacheProfile）
- 3）手动设置HTTP头
- 4）缓存验证机制（条件请求）
三、最佳实践与注意事项
- 适用场景
- 避免的陷阱
总结

前言

在 .NET Core 中，缓存是性能优化的重要手段之一。

一、什么是缓存

缓存（Caching）是提升应用性能的关键技术，通过存储频繁访问的数据来减少计算和数据库压力。
数据库中的索引等简单有效的优化功能本质上都是缓存。

二、客户端缓存

客户端Cache-Control：核心指令，定义缓存策略：响应缓存是通过HTTP响应头（如Cache-Control、Expires）告知浏览器或其他客户端缓存资源的机制。它允许客户端（如浏览器）在本地存储资源副本，减少对服务器的重复请求。

核心机制：HTTP缓存头

客户端缓存通过以下HTTP头控制：

Cache-Control：核心指令，定义缓存策略：
- public：允许代理和客户端缓存资源
- private：仅允许客户端（浏览器）缓存
- max-age=<seconds>：资源有效期（如max-age=3600表示1小时）
- no-cache：每次需向服务器验证资源是否过期（使用ETag或Last-Modified）
- no-store：禁止缓存（如敏感数据）
Expires：指定资源过期的绝对时间（HTTP/1.0遗留，优先级低于Cache-Control）
ETag/Last-Modified：验证缓存有效性（服务端返回资源标识，客户端后续请求
携带If-None-Match或If-Modified-Since验证）

1）使用[ResponseCache]属性（推荐）

在控制器或Action方法上标记，自动生成缓存头

[HttpGet]
[ResponseCache(Duration = 60, Location = ResponseCacheLocation.Client)]
public ActionResult<DateTime> GetNowTime()
{
	return DateTime.Now;
    //var product = _db.Products.Find(id);
    //return product ;
}

参数说明：
Duration：缓存时间（秒）。
Location：缓存位置（Client或Any）。

2）预定义缓存配置（CacheProfile）

在Program.cs中定义全局缓存模板，避免重复配置：

builder.Services.AddControllers(options =>
{
    options.CacheProfiles.Add("DefaultClientCache", new CacheProfile
    {
        Duration = 20,          // 20秒
        Location = ResponseCacheLocation.Client,
        VaryByHeader = "User-Agent"
    });
});

在Controller中引用

[ResponseCache(CacheProfileName = "DefaultClientCache")]
[HttpGet]
public ActionResult<DateTime> GetNowTime()
{
    return DateTime.Now;
}

参数说明
Location：缓存位置（Client或Any）。
VaryByHeader：根据请求头区分缓存版本（如User-Agent）。
CacheProfileName：引用预定义的缓存配置。

3）手动设置HTTP头

直接操作HttpContext.Response.Headers：

[HttpGet]
public ActionResult<DateTime> GetNowTime()
{
    Response.Headers.CacheControl = new[] { "public", "max-age=20" }; // 缓存20秒
    return DateTime.Now;
}

4）缓存验证机制（条件请求）

结合ETag或Last-Modified实现高效缓存验证

[HttpGet]
public ActionResult<DateTime> GetNowTime()
{
    //Response.Headers.CacheControl = new[] { "public", "max-age=20" }; // 缓存20秒
    var etag = Guid.NewGuid().ToString(); // 根据内容生成唯一标识
    
    // 检查客户端是否已有最新版本
    if (Request.Headers.IfNoneMatch == etag)
    {
        return StatusCode(304); // 304 Not Modified
    }
    Response.Headers.ETag = etag;
    Response.Headers.CacheControl = "public, max-age=5";
    return DateTime.Now;
}

三、最佳实践与注意事项

适用场景

静态资源：如图片、CSS、JS文件（设置长缓存如max-age=31536000）。
低频变化的动态数据：如用户公共资料、商品分类。
带宽敏感场景：减少重复传输大型资源。

避免的陷阱

过度缓存动态数据：导致用户看到过期信息（如实时股价）
方案：使用no-cache或短max-age，结合ETag验证。
忽略缓存版本控制：文件更新后客户端未刷新。
方案：为静态资源文件名添加哈希（如app-{hash}.js）。
未处理Vary头：不同设备/语言返回相同缓存。
方案：设置VaryByHeader或VaryByQueryKeys。

总结

通过合理配置客户端响应缓存，可显著减少服务器负载并提升用户体验。关键点包括：
- 使用[ResponseCache]属性或手动设置Cache-Control头部。
- 结合ETag或Last-Modified实现条件请求。
- 避免对高频变化数据过度缓存，并通过Vary头处理多版本资源。
- 利用浏览器工具和性能监控持续优化缓存策略。