ASP.NET Cache 快取機制完整指南：長駐資料與定時自動更新

System.Web.Caching.Cache 是 ASP.NET 應用程式層級的快取物件，提供記憶體內快取、依賴關係、絕對/滑動過期、優先權、移除回呼等豐富功能。優於 Application 物件：支援自動過期更新、執行緒安全、記憶體壓力下自動淘汰。

Cache 核心優勢對比

常用方法與屬性

• Add(key, value, ...)：新增，Key 存在則失敗回傳舊值
• Insert(key, value, ...)：新增或覆蓋（常用）
• Remove(key)：移除指定項目
• Get(key) / [key]：取得值
• Count：快取項目數

Insert 完整參數詳解

public object Insert(string key, object value, 
    CacheDependency dependencies, 
    DateTime absoluteExpiration, 
    TimeSpan slidingExpiration, 
    CacheItemPriority priority, 
    CacheItemRemovedCallback onRemoveCallback)

關鍵：絕對過期 vs 滑動過期

• 絕對過期：固定時間點失效，absoluteExpiration = DateTime.Now.AddMinutes(30), slidingExpiration = Cache.NoSlidingExpiration
• 滑動過期：每次存取延長壽命，absoluteExpiration = Cache.NoAbsoluteExpiration, slidingExpiration = TimeSpan.FromMinutes(10)
• 兩者不可同時設定：會拋出 ArgumentException

實務範例：定時自動重載的商品清單

public static class ProductCache {
    private const string CacheKey = "AllProducts";
    private static readonly TimeSpan RefreshInterval = TimeSpan.FromMinutes(30);
    
    public static List GetProducts() {
        var products = HttpRuntime.Cache[CacheKey] as List;
        if (products == null) {
            products = LoadProductsFromDB();
            // 使用 Insert 覆蓋，設定絕對過期 + 移除回呼觸發重載
            HttpRuntime.Cache.Insert(CacheKey, products, null, 
                DateTime.Now.Add(RefreshInterval), 
                Cache.NoSlidingExpiration,
                CacheItemPriority.Normal,
                OnProductsRemoved);
        }
        return products;
    }
    
    private static List LoadProductsFromDB() {
        // 實際查詢資料庫邏輯
        return ProductDAO.GetAll();
    }
    
    private static void OnProductsRemoved(string key, object value, CacheItemRemovedReason reason) {
        // 非移除原因（過期/依賴變更）時，背景重載
        if (reason != CacheItemRemovedReason.Removed) {
            // 避免阻塞請求，使用 ThreadPool 或 Task 執行重載
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(_ => {
                var fresh = LoadProductsFromDB();
                HttpRuntime.Cache.Insert(CacheKey, fresh, null,
                    DateTime.Now.Add(RefreshInterval),
                    Cache.NoSlidingExpiration,
                    CacheItemPriority.Normal,
                    OnProductsRemoved);
            });
        }
    }
}

CacheDependency 進階應用

// 1. 檔案依賴：XML/JSON 設定檔異動自動失效
var dep = new CacheDependency(Server.MapPath("~/Config/settings.xml"));
Cache.Insert("Settings", settings, dep, Cache.NoAbsoluteExpiration, Cache.NoSlidingExpiration);

// 2. SQL 快取依賴 (SqlCacheDependency)：資料表異動自動失效
// 需啟用 SQL Server Service Broker 與 aspnet_regsql -et -d DB -t Table
var sqlDep = new SqlCacheDependency("Northwind", "Products");
Cache.Insert("Products", products, sqlDep, ...);

// 3. 多重依賴：任一觸發即失效
var aggregate = new AggregateCacheDependency();
aggregate.Add(fileDep);
aggregate.Add(sqlDep);
Cache.Insert("Data", data, aggregate, ...);

效能與最佳實務

• 快取不可變更物件（或深拷貝），避免多執行緒競態修改
• 大型物件考慮分割快取，減少大物件堆 (LOH) 壓力
• 監控 Cache.TotalMemoryLimit 與 Cache.EffectivePercentagePhysicalMemoryLimit
• 移除回呼中避免耗時操作，必要時併發重載防止雪崩效應