PetShop作為一個B2C的寵物網上商店，需要充分考慮訪客的用戶體驗，如果因為數據量大而導致Web服務器的響應不及時，頁面和查詢數據遲遲得不到結果，會因此而破壞客戶訪問網站的心情，在耗盡耐心的等待后，可能會失去這一部分客戶。無疑，這是非常糟糕的結果。因而在對其進行體系架構設計時，整個系統的性能就顯得殊為重要。然而，我們不能因噎廢食，因為專注于性能而忽略數據的正確性。在PetShop 3.0版本以及之前的版本，因為ASP.NET緩存的局限性，這一問題并沒有得到很好的解決。PetShop 4.0則引入了SqlCacheDependency特性，使得系統對緩存的處理較之以前大為改觀。
4.3.1 CacheDependency接口
PetShop 4.0引入了SqlCacheDependency特性，對Category、Product和Item數據表對應的緩存實施了SQL Cache Invalidation技術。當對應的數據表數據發生更改后，該技術能夠將相關項從緩存中移除。實現這一技術的核心是SqlCacheDependency類，它繼承了CacheDependency類。然而為了保證整個架構的可擴展性，我們也允許設計者建立自定義的CacheDependency類，用以擴展緩存依賴。這就有必要為CacheDependency建立抽象接口，并在web.config文件中進行配置。
在PetShop 4.0的命名空間PetShop.ICacheDependency中，定義了名為IPetShopCacheDependency接口，它僅包含了一個接口方法：
public interface IPetShopCacheDependency
{
AggregateCacheDependency GetDependency();
}
AggregateCacheDependency是.Net Framework 2.0新增的一個類，它負責監視依賴項對象的集合。當這個集合中的任意一個依賴項對象發生改變時，該依賴項對象對應的緩存對象都將被自動移除。
AggregateCacheDependency類起到了組合CacheDependency對象的作用，它可以將多個CacheDependency對象甚至于不同類型的CacheDependency對象與緩存項建立關聯。由于PetShop需要為Category、Product和Item數據表建立依賴項，因而IPetShopCacheDependency的接口方法GetDependency()其目的就是返回建立了這些依賴項的AggregateCacheDependency對象。
4.3.2 CacheDependency實現
CacheDependency的實現正是為Category、Product和Item數據表建立了對應的SqlCacheDependency類型的依賴項，如代碼所示：
public abstract class TableDependency : IPetShopCacheDependency
{
// This is the separator that's used in web.config
protected char[] configurationSeparator = new char[] { ',' };
protected AggregateCacheDependency dependency = new AggregateCacheDependency();
protected TableDependency(string configKey)
{
string dbName = ConfigurationManager.AppSettings["CacheDatabaseName"];
string tableConfig = ConfigurationManager.AppSettings[configKey];
string[] tables = tableConfig.Split(configurationSeparator);
foreach (string tableName in tables)
dependency.Add(new SqlCacheDependency(dbName, tableName));
}
public AggregateCacheDependency GetDependency()
{
return dependency;
}
}
需要建立依賴項的數據庫與數據表都配置在web.config文件中，其設置如下：
<add key="CacheDatabaseName" value="MSPetShop4"/>
<add key="CategoryTableDependency" value="Category"/>
<add key="ProductTableDependency" value="Product,Category"/>
<add key="ItemTableDependency" value="Product,Category,Item"/>
根據各個數據表間的依賴關系，因而不同的數據表需要建立的依賴項也是不相同的，從配置文件中的value值可以看出。然而不管建立依賴項的多寡，其創建的行為邏輯都是相似的，因而在設計時，抽象了一個共同的類TableDependency，并通過建立帶參數的構造函數，完成對依賴項的建立。由于接口方法GetDependency()的實現中，返回的對象dependency是在受保護的構造函數創建的，因此這里的實現方式也可以看作是Template Method模式的靈活運用。例如TableDependency的子類Product，就是利用父類的構造函數建立了Product、Category數據表的SqlCacheDependency依賴：
public class Product : TableDependency
{
public Product() : base("ProductTableDependency") { }
}
如果需要自定義CacheDependency，那么創建依賴項的方式又有不同。然而不管是創建SqlCacheDependency對象，還是自定義的CacheDependency對象，都是將這些依賴項添加到AggregateCacheDependency類中，因而我們也可以為自定義CacheDependency建立專門的類，只要實現IPetShopCacheDependency接口即可。
4.3.3 CacheDependency工廠
繼承了抽象類TableDependency的Product、Category和Item類均需要在調用時創建各自的對象。由于它們的父類TableDependency實現了接口IPetShopCacheDependency，因而它們也間接實現了IPetShopCacheDependency接口，這為實現工廠模式提供了前提。
在PetShop 4.0中，依然利用了配置文件和反射技術來實現工廠模式。命名空間PetShop.CacheDependencyFactory中，類DependencyAccess即為創建IPetShopCacheDependency對象的工廠類：
public static class DependencyAccess
{
public static IPetShopCacheDependency CreateCategoryDependency()
{
return LoadInstance("Category");
}
public static IPetShopCacheDependency CreateProductDependency()
{
return LoadInstance("Product");
}
public static IPetShopCacheDependency CreateItemDependency()
{
return LoadInstance("Item");
}
private static IPetShopCacheDependency LoadInstance(string className)
{
string path = ConfigurationManager.AppSettings["CacheDependencyAssembly"];
string fullyQualifiedClass = path + "." + className;
return (IPetShopCacheDependency)Assembly.Load(path).CreateInstance(fullyQualifiedClass);
}
}
整個工廠模式的實現如圖4-3所示：
圖4-3 CacheDependency工廠
雖然DependencyAccess類創建了實現了IPetShopCacheDependency接口的類Category、Product、Item，然而我們之所以引入IPetShopCacheDependency接口，其目的就在于獲得創建了依賴項的AggregateCacheDependency類型的對象。我們可以調用對象的接口方法GetDependency()，如下所示：
AggregateCacheDependency dependency = DependencyAccess.CreateCategoryDependency().GetDependency();
為了方便調用者，似乎我們可以對DependencyAccess類進行改進，將原有的CreateCategoryDependency()方法，修改為創建AggregateCacheDependency類型對象的方法。
然而這樣的做法擾亂了作為工廠類的DependencyAccess的本身職責，且創建IPetShopCacheDependency接口對象的行為仍然有可能被調用者調用，所以保留原有的DependencyAccess類仍然是有必要的。
在PetShop 4.0的設計中，是通過引入Facade模式以方便調用者更加簡單地獲得AggregateCacheDependency類型對象。
4.3.4 引入Facade模式
利用Facade模式可以將一些復雜的邏輯進行包裝，以方便調用者對這些復雜邏輯的調用。就好像提供一個統一的門面一般，將內部的子系統封裝起來，統一為一個高層次的接口。一個典型的Facade模式示意圖如下所示：
圖4-4 Facade模式
Facade模式的目的并非要引入一個新的功能，而是在現有功能的基礎上提供一個更高層次的抽象，使得調用者可以直接調用，而不用關心內部的實現方式。以CacheDependency工廠為例，我們需要為調用者提供獲得AggregateCacheDependency對象的簡便方法，因而創建了DependencyFacade類：
public static class DependencyFacade
{
private static readonly string path = ConfigurationManager.AppSettings["CacheDependencyAssembly"];
public static AggregateCacheDependency GetCategoryDependency()
{
if (!string.IsNullOrEmpty(path))
return DependencyAccess.CreateCategoryDependency().GetDependency();
else
return null;
}
public static AggregateCacheDependency GetProductDependency()
{
if (!string.IsNullOrEmpty(path))
return DependencyAccess.CreateProductDependency().GetDependency();
else
return null;
}
public static AggregateCacheDependency GetItemDependency()
{
if (!string.IsNullOrEmpty(path))
return DependencyAccess.CreateItemDependency().GetDependency();
else
return null;
}
}
DependencyFacade類封裝了獲取AggregateCacheDependency類型對象的邏輯，如此一來，調用者可以調用相關方法獲得創建相關依賴項的AggregateCacheDependency類型對象：
AggregateCacheDependency dependency = DependencyFacade.GetCategoryDependency();
比起直接調用DependencyAccess類的GetDependency()方法而言，除了方法更簡單之外，同時它還對CacheDependencyAssembly配置節進行了判斷，如果其值為空，則返回null對象。
在PetShop.Web的App_Code文件夾下，靜態類WebUtility的GetCategoryName()和GetProductName()方法調用了DependencyFacade類。例如GetCategoryName()方法：
public static string GetCategoryName(string categoryId)
{
Category category = new Category();
if (!enableCaching)
return category.GetCategory(categoryId).Name;
string cacheKey = string.Format(CATEGORY_NAME_KEY, categoryId);
// 檢查緩存中是否存在該數據項;
string data = (string)HttpRuntime.Cache[cacheKey];
if (data == null)
{
// 通過web.config的配置獲取duration值;
int cacheDuration = int.Parse(ConfigurationManager.AppSettings["CategoryCacheDuration"]);
// 如果緩存中不存在該數據項，則通過業務邏輯層訪問數據庫獲取;
data = category.GetCategory(categoryId).Name;
// 通過Facade類創建AggregateCacheDependency對象;
AggregateCacheDependency cd = DependencyFacade.GetCategoryDependency();
// 將數據項以及AggregateCacheDependency 對象存儲到緩存中;
HttpRuntime.Cache.Add(cacheKey, data, cd, DateTime.Now.AddHours(cacheDuration), Cache.NoSlidingExpiration, CacheItemPriority.High, null);
}
return data;
}
GetCategoryName()方法首先會檢查緩存中是否已經存在CategoryName數據項，如果已經存在，就通過緩存直接獲取數據；否則將通過業務邏輯層調用數據訪問層訪問數據庫獲得CategoryName，在獲得了CategoryName后，會將新獲取的數據連同DependencyFacade類創建的AggregateCacheDependency對象添加到緩存中。
WebUtility靜態類被表示層的許多頁面所調用，例如Product頁面：
public partial class Products : System.Web.UI.Page
{
protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
{
Page.Title = WebUtility.GetCategoryName(Request.QueryString["categoryId"]);
}
}
顯示頁面title的邏輯是放在Page_Load事件方法中，因而每次打開該頁面都要執行獲取CategoryName的方法。如果沒有采用緩存機制，當Category數據較多時，頁面的顯示就會非常緩慢。
4.3.5 引入Proxy模式
業務邏輯層BLL中與Product、Category、Item有關的業務方法，其實現邏輯是調用數據訪問層（DAL）對象訪問數據庫，以獲取相關數據。為了改善系統性能，我們就需要為這些實現方法增加緩存機制的邏輯。當我們操作增加了緩存機制的業務對象時，對于調用者而言，應與BLL業務對象的調用保持一致。也即是說，我們需要引入一個新的對象去控制原來的BLL業務對象，這個新的對象就是Proxy模式中的代理對象。
以PetShop.BLL.Product業務對象為例，PetShop為其建立了代理對象ProductDataProxy，并在GetProductByCategory()等方法中，引入了緩存機制，例如：
public static class ProductDataProxy
{
private static readonly int productTimeout = int.Parse(ConfigurationManager.AppSettings["ProductCacheDuration"]);
private static readonly bool enableCaching = bool.Parse(ConfigurationManager.AppSettings["EnableCaching"]);
public static IList
GetProductsByCategory(string category)
{
Product product = new Product();
if (!enableCaching)
return product.GetProductsByCategory(category);
string key = "product_by_category_" + category;
IList data = (IList )HttpRuntime.Cache[key];
// Check if the data exists in the data cache
if (data == null)
{
data = product.GetProductsByCategory(category);
// Create a AggregateCacheDependency object from the factory
AggregateCacheDependency cd = DependencyFacade.GetProductDependency();
// Store the output in the data cache, and Add the necessary AggregateCacheDependency object
HttpRuntime.Cache.Add(key, data, cd, DateTime.Now.AddHours(productTimeout), Cache.NoSlidingExpiration, CacheItemPriority.High, null);
}
return data;
}
}
與業務邏輯層Product對象的GetProductsByCategory()方法相比，增加了緩存機制。當緩存內不存在相關數據項時，則直接調用業務邏輯層Product的GetProductsByCategory()方法來獲取數據，并將其與對應的AggregateCacheDependency對象一起存儲在緩存中。
引入Proxy模式，實現了在緩存級別上對業務對象的封裝，增強了對業務對象的控制。由于暴露在對象外的方法是一致的，因而對于調用方而言，調用代理對象與真實對象并沒有實質的區別。
從職責分離與分層設計的角度分析，我更希望這些Proxy對象是被定義在業務邏輯層中，而不像在PetShop的設計那樣，被劃分到表示層UI中。此外，如果需要考慮程序的可擴展性與可替換性，我們還可以為真實對象與代理對象建立統一的接口或抽象類。然而，單以PetShop的表示層調用來看，采用靜態類與靜態方法的方式，或許更為合理。我們需要謹記，“過度設計”是軟件設計的警戒線。
如果需要對UI層采用緩存機制，將應用程序數據存放到緩存中，就可以調用這些代理對象。以ProductsControl用戶控件為例，調用方式如下：
productsList.DataSource = ProductDataProxy.GetProductsByCategory(categoryKey);
productsList對象屬于自定義的CustomList類型，這是一個派生自System.Web.UI.WebControls.DataList控件的類，它的DataSource屬性可以接受IList集合對象。
不過在PetShop 4.0的設計中，對于類似于ProductsControl類型的控件而言，采用的緩存機制是頁輸出緩存。我們可以從ProductsControl.ascx頁面的Source代碼中發現端倪：
<%@ OutputCache Duration="100000" VaryByParam="page;categoryId" %>
與ASP.NET 1.x的頁輸出緩存不同的是，在ASP.NET 2.0中，為ASP.NET用戶控件新引入了CachePolicy屬性，該屬性的類型為ControlCachePolicy類，它以編程方式實現了對ASP.NET用戶控件的輸出緩存設置。我們可以通過設置ControlCachePolicy類的Dependency屬性，來設置與該用戶控件相關的依賴項，例如在ProductsControl用戶控件中，進行如下的設置：
protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
{
this.CachePolicy.Dependency = DependencyFacade.GetProductDependency();
}
采用頁輸出緩存，并且利用ControlCachePolicy設置輸出緩存，能夠將業務數據與整個頁面放入到緩存中。這種方式比起應用程序緩存而言，在性能上有很大的提高。同時，它又通過引入的SqlCacheDependency特性有效地避免了“數據過期”的缺點，因而在PetShop 4.0中被廣泛采用。相反，之前為Product、Category、Item業務對象建立的代理對象則被“投閑散置”，僅僅作為一種設計方法的展示而“幸存”與整個系統的源代碼中。