برنامه نویسی چند لایه قسمت چهارم : لایه کش (CL یا Cache Layer)

در مقالات قبلی با ضرورت لایه بندی پروژه ، لایه ارتباط با بانک اطلاعاتی و لایه منطق تجاری و لایه واسط کاربر آشنا شدیم ، در این مقاله قصد دارم یک لایه جدید به پروژه اضافه کنم ، این لایه به افزایش سرعت لود اطلاعات و همچنین بهبود در کارایی سیستم و کاهش فشار بر روی بانک اطلاعاتی کمک زیادی خواهد کرد .

این لایه Cache Layer یا لایه کش نام دارد ، همانطور که میدانید Cache بر خلاف دیتابیس اطلاعات (که اطلاعات را در هارد دیسک ذخیره می کند) را در حافظه جانبی (RAM) ذخیره می کند بنابراین سرعت دسترسی و خواندن و نوشتن اطلاعات بسیار بالا خواهد بود ، بنابراین مکان مناسبی برای ذخیره اطلاعاتی است که به کرات درخواست می شود و به ندرت به روز می گردد .

این لایه حد فاصل لایه BLL و UI قرار میگیرد و باعث می گردد به جای اینکه اطلاعات به صورت مستقیم از دیتابیس درخواست داده شود از کش خوانده شود .

برای شروع کار ابتدا یک پروژه جدید از نوع Class Library به نام CL به Solution اضافه کنید (طبق روال قبل) ، قبل از هر چیز پروژه BLL را در این پروژه Add Refrence نمایید ، سپس یک کلاس به نام CLBase به این پروژه اضافه کنید ، این کلاس شامل Property ها و متدهایی است که در تمام کلاس ها استفاده می شود (مانند کلاس مادر در لایه DAL) .

همانطور که میدانید کلاس Cache در فضا نام System.Web قرار دارد بنابراین باید این فضا نام را به پروژه اضافه کنیم ، برای اینکار وارد منوی Project>Add Refrence شده از تب اول (NET.) فضا نام System.Web را انتخاب کرده و تایید نمایید .

در کلاس CLBase این فضا نام را Using کنید :

using System.Web;

سپس دو Property زیر را اضافه نمایید :

        protected string MasterCacheKey { get; set; }
        protected double CacheDuration { get; set; }

سپس منتد های زیر را نیز به کلاس بیافزایید ، در نهایت کلاس مادر به شکل زیر خواهد بود :

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Web;
namespace CL
{
    public class CLBase
    {

        protected string MasterCacheKey { get; set; }
        protected double CacheDuration { get; set; }


        protected string GetCacheKey(string cacheKey)
        {
            return string.Concat(MasterCacheKey, "-", cacheKey);
        }
        protected object GetCacheItem(string rawKey)
        {
            return HttpRuntime.Cache[GetCacheKey(rawKey)];
        }
        protected void AddCacheItem(string rawKey, object value)
        {
            System.Web.Caching.Cache DataCache = HttpRuntime.Cache;

            // Make sure MasterCacheKeyArray[0] is in the cache - if not, add it
            if (DataCache[MasterCacheKey] == null)
                DataCache[MasterCacheKey] = DateTime.Now;

            // Add a CacheDependency
            System.Web.Caching.CacheDependency dependency = new System.Web.Caching.CacheDependency(null, new string[] { MasterCacheKey });
            DataCache.Insert(GetCacheKey(rawKey), value, dependency, DateTime.Now.AddMinutes(CacheDuration), System.Web.Caching.Cache.NoSlidingExpiration);
        }
        public void InvalidateCache()
        {
            // Remove the cache dependency
            HttpRuntime.Cache.Remove(MasterCacheKey);
        }

    }
}

متد اول بسیار سادست ، تنها کاری که میکند این است که نام کلید اصلی کلاس کش را به نام کش مربوط الصاق می کند ، این کار برای جلوگیری از تکرار در نام کش ها است .

متد دوم با دریافت نام Cache آن را از حافظه واکشی می کند و متد سوم وظیفه درج یک آیتم جدید در کش را بر عهده دارد و متد چهارم کش را ریست می نماید .

اکنون که کلاس مادر حاضر شده است به سراغ یکی از کلاس Users رفته و آن را پیاده سازی می کنیم ، برای این کار یک کلاس جدید به نام UsersCL یا Users به این پروژه اضافه کنید ، و آنرا از کلاس مادر یعنی CLBase مشتق نمایید . در سازنده کلاس (Constructor) دو خاصیت MasterCacheKey و CacheDuration را مقدار دهی می کنیم و سپس متد GetUsersByUserID را در لایه کش پیاده سازی می نماییم :

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace CL
{
    public class Users : CLBase
    {
        public Users()
        {
            CacheDuration = 60.0;
            MasterCacheKey = "UsersCache";

        }
        public List<BLL.Users> GetUserByUserID(int userId)
        {
            string rawKey = string.Concat("UserByUserID-", userId);
            List<BLL.Users> UserData = GetCacheItem(rawKey) as List<BLL.Users>;

            if (UserData == null)
            {
                UserData = BLL.Users.GetUserByUserID(userId);
                AddCacheItem(rawKey, UserData);
            }

            return UserData;
        }
    }
}

همانطور که ملاحظه می کنید ابتدا یک نام برای کش درنظر گرفته شده است ، این نام ترکیبی از کلمه UserByUserID و کد کاربری است بنابراین به ازای هر کاربر یک کش در حافظه ذخیره می شود (البته معمولا در این گونه موارد از کش استفاده نمی شود و این جا فقط جنبه آموزشی دارد)

سپس توسط متد GetCacheItem که در کلاس مادر نوشتیم مقدار کش واکشی شده و در یک شی از نوع لیست کلاس BLL.Users ریخته می شود ، واضح است که بار اول که این متد فراخوانی می شود مقدار بازگشتی Null خواهد بود چرا که کشی در کار نیست !

سپس در صورت Null بودن این مقدار اطلاعات از طریق لایه BLL از دیتابیس واکشی شده و توسط متد AddCacheItem در کش ذخیره می شود ، بدیهی است دفعه آتی شرط برقرار نخواهد شد و اطلاعات به جای اینکه از دیتابیس واکشی شود از کش درخواست می گردد .

کار تقریبا تمام است ، برای تست میتوانید در لایه UI ابتدا پروژه CL را AddRefrence کرده و سپس به صورت زیر عمل نمایید :

     CL.Users UserFromCache = new CL.Users();
        GridView2.DataSource = UserFromCache.GetUserByUserID(-1);
        GridView2.DataBind();

بنده دو Girdview در صفحه قرار دادم ، یکی از لایه BLL و دیگری از CL بایند می شوند ، بار اول اطلاعات هر دو جدول یکسان بود :

پس از تغییر اطلاعات در بانک اطلاعاتی ملاحظه می کنید که اطلاعاتی که از کش واکشی می شوند به روز نشده اند  :

برای ریست کردن کش هم خیلی ساده میتوانید از متد زیر استفاده کنید :

     CL.Users UserFromCache = new CL.Users();
     UserFromCache.InvalidateCache();

نکته لازم به ذکر این است که این استفاده از این لایه کاملا اختیاری است ، این لایه نیاز به دقت بیشتری نسبت به لایه های دیگر داشته و هرگونه اشتباه در استفاده از آن باعث بروز مشکلات فراوانی در پروژه شما خواهد شد و بالعکس استفاده با دقت و هوشمندانه سایت شما را در سطح بسیار بالایی بهینه خواهد کرد .

فایل ضمیمه پروژه را از اینجا دانلود فرمایید