Cacheování v .NET i HTTP

Dneškem končí dvanáctým dílem rozsáhlý seriál o cacheování v ASP.NET webových aplikacích a soudím, že se asi jedná o nejrozsáhlejší informační zdroj na toto téma v češtině. Co všechno potřebujete vědět o cacheování?

Kompletní seriál najdete na YouTube kanálu Z-TECH, který pro české programátory produkuje Zásilkovna, v playlistu ASP.NET Cache.

Cacheování je obecně ukládání do mezipaměti. Pokud aplikace získá nějaký výsledek (náročným výpočtem, databázovým dotazem) a očekává, že ho bude potřebovat v budoucnu znovu, může si ho uložit do dočasné paměti (cache) a příště ho nevytvářet znovu, ale vzít z tohoto úložiště.

Elementy cache a distributed-cache

Tyto elementy jsou asi nejsnazší forma cacheování v ASP.NET. Umožňují uložit pro pozdější použití část vygenerovaného HTML v Razoru - tedy např. MVC View nebo Razor Page.

• Správné použití cache tag helperu: Nezapomeňte na backend - ukážu vám, jak použít element cache, ale hlavně jak pomocí Lazy<T> zařídit, aby vám ta cache k něčemu byla.
• Atributy cache tag helperu: expirace a variace cache - pomocí různých atributů můžete uchovávat několik verzí (variací) cacheované položky, v závislosti na různých parametrech.
• Distribuovaná cache v ASP.NET - element cache ukládá data v paměti worker procesu aplikace. Což se nehodí zejména na webových farmách, kde chceme aby cache byla sdílená mezi jednotlivými nody. Naštěstí je tu element distributed-cache, který tento problém řeší a umožňuje jednoduše využít různé varianty pokročilejších cache. A dobrá zpráva je, že ho můžete - ve jménu budoucí rozšiřitelnosti - používat i tehdy, pokud zatím žádnou pokročilejší cache nemáte.

Objektová cache

Někdy nechcete cacheovat vygenerované HTML fragmenty, ale přímo objekty, objektové struktury, např. výsledky volání externího API nebo třeba databáze.

• Objektová in-memory cache - od toho je tu objektová cache, která vám umožní cacheovat v paměti jakékoliv CLR objekty.
• Distribuovaná objektová cache v ASP.NET - i objektová cache má svou distribuovanou variantu. Sice má - logicky - řadu omezení na to, co můžete cacheovat, ale i tak dokáže být velice užitečná.
• File dependency v ASP.NET Core Memory Cache - tohle je způsob, jak vyhodit položku z cache v případě, že se stane něco, co ji zneplatní. Pomocí change monitorů můžete cacheované položky učinit závislými třeba na souborech nebo dokonce na sobě navzájem.

HTTP a output cache

Cacheovat můžete nejenom HTML fragmenty, ale i celou odpověď na HTTP požadavek. A to buďto na straně serveru (kde si to můžete vynutit) nebo na straně klienta či mezilehlé proxy.

• Output cache v ASP.NET Core - novinka v ASP.NET Core 7.0. Tento middleware umožňuje pro další použití nacacheovat na straně serveru celou HTTP response. Ukážu vám, jak ji použít v Minimal APIs, MVC i v Razor Pages.
• Podmíněné požadavky a HTTP hlavičky Last-Modified a If-Modified-Since - HTTP umožňuje klientovi, aby se serveru zeptal na nějakou stránku a zároveň mu řekl, jakou poslední verzi má v cache. Server pak má možnost jednoduše odpovědět Not Modified a neposlat nic (což šetří zdroje) anebo poslat novější verzi. Dokonce může poslat jenom rozdíly proti té poslední na klientovi.
• Podmíněné HTTP requesty v JavaScriptu - podmíněné requesty lze dělat z browseru z JavaScriptu velice snadno. Možná až moc snadno, protože takové Fetch API před vámi cacheování dovedně skrývá. Ukážu vám, jak si to celé ochočit.
• Podmíněné HTTP requesty v C#/.NET - C# a .NET jsou na tom s podmíněnými požadavky přesně opačně než JavaScript: pokud je chcete podporovat, musíte tomu výrazně napomoci. Nicméně ani to není složité.
• HTTP cacheování - hlavička Cache-Control - Téma cacheování na klientovi jsme už nakousli těmi podmíněnými požadavky. Ale obecně cacheování na klientovi nebo mezilehlé proxy řídí HTTP hlavička Cache-Control. Vysvětlím vám, jaké má možnosti a omezení.
• Response Caching Middleware v ASP.NET Core - Hlavičku Cache-Control nemusíte z ASP.NET Core nastavovat ručně. Je tu Response Caching Middleware, který zařídí dvě věci současně: zajistí cacheování na straně serveru a zároveň klientovi pošle odpovídající HTTP hlavičky.

Co dál?

Téma cacheování tím zdaleka není vyčerpáno. Napadají mne témata jako podrobnější vysvětlení hlavičky Vary anebo třeba specifické určení různých verzí pomocí hlavičky ETag. Ale myslím si, že to už jsou možnápříliš specifické scénáře, než aby zajímaly běžné webové programátory.

Nicméně máte šanci: pokud by vás ohledně cacheování něco zajímalo, napište mi to do komentářů k videu na YouTube a možná o tom vytvořím další díl.