内存不够用还要速度快，终于找到可以基于 File 的 Cache 了

一：背景

1. 讲故事

18年的时候在做纯内存项目的过程中遇到了这么一个问题，因为一些核心数据都是飘在内存中，所以内存空间对我们来说额外宝贵，但偏偏项目中有些数据需要缓存，比如说需要下钻的报表上的点，基于性能的考虑，不希望采用独立的缓存中间件，比如 redis, mongodb，毕竟再怎么滴还是要走网络io，但直接放在本机内存中也不现实，那有没有均衡于 native cache 和 cache server 之间的方案呢？对的，就是 disk cache，毕竟磁盘IO 的读写要远大于网络IO，更何况配的是 SSD 呢。

二：寻找解决方案

1. 检索 github

有了 disk cache 这个大方向就可以去 github 上检索关键词，看看有没有类似的中间件，说实话，java的倒不少，比如著名的 guava，ehcache，不仅有cache的简单操作，还附带各种统计信息，刷新了对缓存认知的三观哈，尤其是 ehcache 太堆内，堆外，磁盘，分布式通通支持，用 C# 写的好不容易找到一个 disk cache 还不幸是收费的，气人哈，用 C# 调用 Java 肯定不现实了哈。

2. 使用sqlite作为 disk cache

既然开源社区没什么好的东西，看来只能自己封装一下了，像 ehcache 那种高阶的 diskcache 搞不定，用简单的 sqlite 作为本机的 diskcahe 还是可以的，接下来试试看。


    class DiskCache
    {
        private static readonly string dbFile = $@"{Environment.CurrentDirectory}\mysqlite1.db";
        private static readonly string connectionString = $@"Data Source={dbFile};Version=3";

        //过期数据监测:【一分钟来一次】
        private static Timer timer = new Timer((arg) =>
        {

        }, null, 1000, 1000 * 60);

        static DiskCache()
        {
            if (!File.Exists(dbFile))
            {
                var schema = @"CREATE TABLE Cache (
                                                  cachekey   VARCHAR (1000) PRIMARY KEY  NOT NULL,
                                                  cachevalue TEXT                        NOT NULL,
                                                  created    DATE                        NOT NULL,
                                                  expried    DATE                        NOT NULL
                                              );";

                using (SQLiteConnection connection = new SQLiteConnection(connectionString))
                {
                    connection.Execute(schema);
                }
            }
        }

        public static void Set<T>(string key, T value, int expiredMinutes)
        {
            using (SQLiteConnection connection = new SQLiteConnection(connectionString))
            {
                var sql = $"delete from Cache where cachekey =@key;" +
                          $"insert into Cache(cachekey,cachevalue,created,expried) values (@cachekey,@cachevalue,@created,@expried)";

                connection.Execute(sql, new
                {
                    key = key,
                    cachekey = key,
                    cachevalue = Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(value),
                    created = DateTime.Now,
                    expried = DateTime.Now.AddMinutes(expiredMinutes)
                });
            }
        }

        public static T Get<T>(string key)
        {
            using (SQLiteConnection connection = new SQLiteConnection(connectionString))
            {
                var sql = $"select cachevalue from Cache where cachekey=@cachekey and expried > @expried";

                var query = connection.QueryFirstOrDefault(sql, new { cachekey = key, expried = DateTime.Now });

                var json = JsonConvert.DeserializeObject<T>(query.cachevalue);

                return json;
            }
        }
    }

这里有二个注意点：

因为是做缓存，所以数据库和表的创建都要通过程序自动化，数据库是否存在判断 file 文件是否存在即可。
过期数据的问题，因为我有 expried 字段，这一点可以学习GC思想，使用 Timer 在后台定期清理。

有了这些基础之后，原子化的缓存就实现好了，接下来试一下基本的 Get / Set 方法。

这个方案很好的节省了我宝贵的内存，同时速度又是 networkio 和 native 之间的一个平衡，算是个不错的解决办法吧。

三：aspnetcore 的 EasyCaching

EasyCaching 是园子里 @Catcher Wong 的作品 [https://www.cnblogs.com/catcher1994/p/10806607.html]，点赞~~~ 看了下提供了很多种 provider，如下图：

我想后面肯定还会有更多的 provider 出现，如：leveldb，Cassandra，接下来看看这玩意怎么玩。

1. 安装使用

在 nuget 上搜一下 EasyCaching.SQLite 安装即可，接下来就是使用文档：https://easycaching.readthedocs.io/en/latest/SQLite/#2-config-in-startup-class 如下图：

文档中是采用依赖注入的方式，而我的程序是 console 模式的后端服务，并没有 ServiceCollection，先模拟着试试看。


        static void Main(string[] args)
        {
            IServiceCollection services = new ServiceCollection();

            services.AddEasyCaching(option =>
            {
                option.UseSQLite(c =>
                 {
                     c.DBConfig = new SQLiteDBOptions
                     {
                         FileName = "demo.db",
                         CacheMode = SqliteCacheMode.Default,
                         OpenMode = SqliteOpenMode.ReadWriteCreate,
                     };
                 }, "m1");
            });

            IServiceProvider serviceProvider = services.BuildServiceProvider();

            var factory = serviceProvider.GetService<IEasyCachingProviderFactory>();

            var cache = factory.GetCachingProvider("m1");

            cache.Set("user", "hello world!", TimeSpan.FromSeconds(20));

            var info = cache.Get<string>("user");

            Console.WriteLine(info);
        }

接下来用 SQLiteStudio 打开 demo.db 看一下数据呈现，如下图：

可以看到人家的框架比我的多了一个 name 字段，看样子是给多个 cache 做隔离用的，不过这里貌似有三个需要优化的地方。

并不是每一个程序都要使用依赖注入的方式，提供更便捷的方式初始化就更好了。
看了下源码，并没有找到可以定期删除过期数据的业务逻辑。
建议提供一些 cache 的统计信息，如命中次数，某一个key最后命中时间等等时分统计图。

四：总结

可能很多人说都什么年代了还用 disk cache，这偏偏这万千世界啥需求都有，这几年开源项目越来越多，社区向好，值得点赞。