Cosmos DB 是微软在 Azure 云中发布的新 NoSQL 数据库。与关系数据库不同，Cosmos DB 是一种托管数据库服务，因此具有可扩展性，因此在高事务性 .NET 和 .NET Core 应用程序中很受欢迎。
但是，使用 Cosmos DB 时，您需要警惕访问数据库的性能瓶颈和成本开销，因为 Microsoft 会针对 Cosmos DB 的每个事务向您收费。虽然 Cosmos DB 在事务容量方面具有可扩展性，但速度并不快，因为数据库服务与应用程序位于单独的 VNet 或订阅中。因此，即使您的应用程序运行在 Azure 云中，跨 VNet 访问数据库也会对性能造成巨大打击。
因此，为了解决这两个问题，最好在 Cosmos DB 应用程序中引入缓存。您将看到应用程序性能显着提高，同时运营成本显着降低，因为 80-90% 的时间，您的应用程序将从缓存而不是 Cosmos DB 获取数据。
将缓存与 Cosmos DB 结合使用
以下代码片段说明了如何在 Cosmos DB 中使用缓存。假设 Cosmos DB 实例包含客户集合。
根据缓存键在缓存中搜索指定客户。
如果该项目不是缓存，请查询 Cosmos DB 以搜索客户。
如果数据库集合中存在该客户，则检索该项目。
将指定客户添加到缓存，过期值为5分钟，保证数据一致性。
使用 NCache 作为 Cosmos DB 的分布式缓存
使用 Cosmos DB 时，您的应用程序很可能是通过负载均衡器在多服务器环境中运行的高事务应用程序，并且正在进行大量数据库调用。此外，在此环境中不可能使用独立缓存，因此您需要在应用程序和 Cosmos DB 数据库之间使用像 NCache 这样的分布式缓存。
您需要分布式缓存，因为它允许您随着事务负载的增长添加更多缓存服务器，因此缓存永远不会成为瓶颈。因此，应用程序服务器的数量并不重要，因为您可以在应用程序和数据库之间拥有足够的缓存服务器，这与关系数据库不同，关系数据库是任何可扩展性的主要瓶颈。
虽然 Cosmos DB 的扩展效率比关系数据库高得多，但它仍然无法与内存中分布式缓存（例如 NCache）相比，NCache 将与应用程序的 VNet 一起使用。事实上，缓存的一部分将驻留在应用程序进程本身内（称为客户端缓存），这为您提供了进程内缓存速度。
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与 Azure Cosmos DB 的公共云部署相比，这意味着更短的 RTT。使用缓存减少数据库命中还意味着请求单位 (RU) 产生的费用更少。了解有关NCache 中的缓存操作的更多信息。
缓存数据库项目集合
使用分布式缓存，您可以通过减少网络上的数据库行程（尤其是读取操作）来显着增强 Cosmos DB 应用程序性能。因此，虽然您可以从数据库中检索单个实体，但在吞吐量和减少 R/U 方面更经济的方法是从数据库中检索项目集合并在缓存层应用操作。对集合状态的任何更改都可以在操作结束时推送到数据库。
为此，NCache 允许将集合缓存为单个缓存项，并缓存集合的各个元素，每个元素都针对其自己指定的缓存键。
将集合缓存为单个项目
如果您想要集中加载集合项目（例如所有德国客户），您可以将集合缓存为单个项目。您可以查询德国所有客户的 Cosmos DB，并将结果作为单个列表返回，该列表可以添加到缓存中以供进一步使用。
单独缓存集合项
您可以将元数据与 NCache 中的缓存项相关联，以通过唯一标识符（例如标签）对数据进行分类。这样，可以根据单个标识符从缓存中检索多个项目，例如属于德国的客户。
为此，您可以在 Cosmos DB 中查询德国客户，并关联一个标签，例如Customer:Country:Germany 针对结果项目。单独缓存这些项目将使它们可用于各种查询组合，甚至可以更快地获取单个客户。
使用前面的示例，我们首先在缓存中搜索带有标签 的客户Customer:Country:Germany。如果缓存中不存在项目，请在 Cosmos DB 中查询 Customer 集合中“Country”属性指定为“Germany”的项目。但是，由于我们现在想要单独缓存集合项，因此我们执行以下操作：
从数据库中获取项目后，指定项目的到期值。
Customer:Country:Germany为每个缓存项指定标签。
Azure 中的 NCache 部署
除了下载供现场使用外，Azure 和 AWS 等主要云市场也提供 NCache。对于所有其他云系统，您只需以自带许可证 (BYOL) 模式在虚拟机上下载并安装 NCache。NCache 通过以下方式部署在 Azure 中：
在 Azure 中部署 NCache 云
将 NCache 部署为虚拟机
在 Azure 的平台即服务 (PaaS) 产品中使用 NCache。