ASP.NET Core 性能优化：客户端响应缓存

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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）

1. 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 ;
   }
   

2. 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）

1. 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"
       });
   });
   

2. 在Controller中引用

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

3. 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

1. 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）

1. 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

1. 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。

2. 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）。

3. 未处理Vary头：不同设备/语言返回相同缓存。
   方案：设置VaryByHeader或VaryByQueryKeys。

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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。