对 WCF Web HTTP 服务的缓存支持

项目
05/09/2023

通过 .NET Framework 4.6.1，你可以使用已在 WCF Web HTTP 服务的 ASP.NET 中提供的声明性缓存机制。利用此机制，你可以缓存来自 WCF Web HTTP 服务操作的响应。如果用户向配置为进行缓存的服务发送了 HTTP GET，ASP.NET 将发送回已缓存的响应且不会调用服务方法。在缓存过期后，下次用户发送 HTTP GET 时，将会调用服务方法且再次缓存响应。有关 ASP.NET 缓存的详细信息，请参阅 ASP.NET 缓存概述。

基本 Web HTTP 服务缓存

要启用 Web HTTP 服务缓存，首先必须通过将 AspNetCompatibilityRequirementsAttribute 应用到服务并将 RequirementsMode 设置为 Allowed 或 Required 来启用 ASP.NET 兼容性。

.NET Framework 4 中引入了称为 AspNetCacheProfileAttribute 的新属性，你可以使用该属性来指定缓存配置文件名称。此特性适用于服务操作。下面的示例将 AspNetCompatibilityRequirementsAttribute 应用到服务以启用 ASP.NET 兼容性，并配置 GetCustomer 操作以进行缓存。 AspNetCacheProfileAttribute 特性指定包含要使用的缓存设置的缓存配置文件。

[ServiceContract]
[AspNetCompatibilityRequirements(RequirementsMode=AspNetCompatibilityRequirementsMode.Allowed)]
public class Service
{
    [WebGet(UriTemplate = "{id}")]
    [AspNetCacheProfile("CacheFor60Seconds")]
    public Customer GetCustomer(string id)
    {
        // ...
    }
}

你还必须在 Web.config 文件中启用 ASP.NET 兼容模式，如以下示例中所示。

<system.serviceModel>
  <serviceHostingEnvironment aspNetCompatibilityEnabled="true" />
</system.serviceModel>

警告

如果未启用 ASP.NET 兼容模式且使用了 AspNetCacheProfileAttribute，则会引发异常。

AspNetCacheProfileAttribute 所指定的缓存配置文件名称标识已添加到 Web.config 配置文件的缓存配置文件。缓存配置文件在 <outputCacheSetting> 元素内定义，如以下配置示例中所示。

<!-- ... -->
<system.web>
   <caching>
      <outputCacheSettings>
         <outputCacheProfiles>
            <add name="CacheFor60Seconds" duration="60" varyByParam="none" sqlDependency="MyTestDatabase:MyTable"/>
         </outputCacheProfiles>
      </outputCacheSettings>
   </caching>
   <!-- ... -->
</system.web>

这是可供 ASP.NET 应用程序使用的同一配置元素。有关 ASP.NET 缓存配置文件的详细信息，请参阅 OutputCacheProfile。对于 Web HTTP 服务，缓存配置文件中最重要的特性是 cacheDuration 和 varyByParam。这两个特性都是必需的。 cacheDuration 以秒为单位设置应缓存响应的时间。 varyByParam 允许您指定用于缓存响应的查询字符串参数。对于使用不同查询字符串参数值发出的所有请求，将单独进行缓存。例如，对 http://MyServer/MyHttpService/MyOperation?param=10 发出初始请求后，使用同一个 URI 发出的所有后续请求都将返回已缓存的响应（只要缓存持续时间尚未结束）。对于形式相同但具有不同参数查询字符串参数值的类似请求的响应，将单独进行缓存。如果不需要此单独缓存行为，请将 varyByParam 设置为“无”。

SQL 缓存依赖项

还可以跟随 SQL 缓存依赖项来缓存 Web HTTP 服务响应。如果 WCF Web HTTP 服务依赖于 SQL 数据库中存储的数据，则当 SQL 数据库表中的数据更改时，你可能希望缓存服务的响应并使已缓存的响应无效。此行为完全在 Web.config 文件中配置。首先，在 <connectionStrings> 元素中定义一个连接字符串。

<connectionStrings>
  <add name="connectString"
       connectionString="..."
       providerName="System.Data.SqlClient" />
</connectionStrings>

然后，在 <system.web> 元素内的 <caching> 元素中启用 SQL 缓存依赖项，如以下配置示例所示。

<system.web>
  <caching>
    <sqlCacheDependency enabled="true" pollTime="1000">
      <databases>
        <add name="MyTestDatabase" connectionStringName="connectString" />
      </databases>
    </sqlCacheDependency>
    <!-- ... -->
  </caching>
  <!-- ... -->
</system.web>

此处，启用了 SQL 缓存依赖项，并设置了 1000 毫秒的轮询时间。每当轮询时间结束时，都会检查数据库表是否有更新。如果检测到更改，则会删除缓存的内容，并且下次调用服务操作时将缓存新响应。在 <sqlCacheDependency> 元素中添加数据库，并在 <databases> 元素中引用连接字符串，如以下示例中所示。

<system.web>
  <caching>
    <sqlCacheDependency enabled="true" pollTime="1000">
      <databases>
        <add name="MyTestDatabase" connectionStringName="connectString" />
      </databases>
    </sqlCacheDependency>
    <!-- ... -->
  </caching>
  <!-- ... -->
</system.web>

下一步，必须在 <caching> 元素中配置输出缓存设置，如以下示例中所示。

<system.web>
  <caching>
    <!-- ... -->
    <outputCacheSettings>
      <outputCacheProfiles>
        <add name="CacheFor60Seconds" duration="60" varyByParam="none" sqlDependency="MyTestDatabase:MyTable" />
      </outputCacheProfiles>
    </outputCacheSettings>
  </caching>
  <!-- ... -->
</system.web>

此处将缓存持续时间设置为 60 秒，将 varyByParam 设置为“无”，并将 sqlDependency 设置为用分号分隔的数据库名称列表/用冒号分隔的表对。当 MyTable 中的数据发生更改时，将删除服务操作的已缓存响应；当调用操作时，将生成新的响应（通过调用服务操作），缓存该响应并将其返回到客户端。

重要

要使 ASP.NET 能够访问 SQL 数据库，必须使用 ASP.NET SQL Server 注册工具。此外，还必须允许适当的用户帐户对数据库和表具有访问权限。有关详细信息，请参阅从 Web 应用程序访问 SQL Server。

基于条件 HTTP GET 的缓存

在 Web HTTP 方案中，条件 HTTP GET 通常由服务用来实现智能 HTTP 缓存，如 HTTP 规范中所述。为此，服务必须在 HTTP 响应中设置 ETag 标头的值。服务还必须检查 HTTP 请求中的 If-None-Match 标头，查看是否有任何指定的 ETag 与当前 ETag 相匹配。

对于 GET 和 HEAD 请求，CheckConditionalRetrieve 接受 ETag 值并根据请求的 If-None-Match 标头检查该值。如果该标头存在并且存在匹配项，将引发 WebFaultException，返回 HTTP 状态代码 304（未修改），并将 ETag 标头添加到具有匹配的 ETag 的响应中。

CheckConditionalRetrieve 方法的一个重载接受上次修改的日期并根据请求的 If-Modified-Since 标头检查该日期。如果该标头存在并且自该日期以来尚未修改资源，将引发 WebFaultException 并返回 HTTP 状态代码 304（未修改）。

对于 PUT、POST 和 DELETE 请求，CheckConditionalUpdate 采用资源的当前 ETag 值。如果当前 ETag 值为 NULL，该方法将检查 If-None-Match 标头的值是否为“*”。如果当前 ETag 值不是默认值，该方法将根据请求的 If-Match 标头检查当前 ETag 值。在任一情况下，如果请求中不存在预期的标头或该标头的值不满足条件检查，方法将引发 WebFaultException，返回 HTTP 状态代码 412（前置条件失败），并将响应的 ETag 标头设置为当前 ETag 值。

CheckConditional 方法和 SetETag 方法都可确保对响应标头设置的 ETag 值是符合 HTTP 规范的有效 ETag。这包括将 ETag 值用双引号引起来（如果这些值尚不存在）和正确转义任何内部双引号字符。不支持弱 ETag 比较。

下面的示例显示如何使用这些方法。

[WebGet(UriTemplate = "{id}"), Description("Returns the specified customer from customers collection. Returns NotFound if there is no such customer. Supports conditional GET.")]
public Customer GetCustomer(string id)
{
    lock (writeLock)
    {
        // return NotFound if there is no item with the specified id.
        object itemEtag = customerEtags[id];
        if (itemEtag == null)
        {
            throw new WebFaultException(HttpStatusCode.NotFound);
        }

        // return NotModified if the client did a conditional GET and the customer item has not changed
        // since when the client last retrieved it
        WebOperationContext.Current.IncomingRequest.CheckConditionalRetrieve((long)itemEtag);
        Customer result = this.customers[id] as Customer;

        // set the customer etag before returning the result
        WebOperationContext.Current.OutgoingResponse.SetETag((long)itemEtag);
        return result;
    }
}

安全注意事项

对于需要授权的请求，不应缓存其响应，因为从缓存中提供响应时不会执行该授权。缓存此类响应将会带来严重的安全漏洞。通常，需要授权的请求会提供用户特定数据，因此服务器端缓存也没有益处。在这种情况下，客户端缓存或根本不缓存会更合适。

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