No universo do desenvolvimento web com ASP.NET Core, otimizar a performance é crucial para garantir uma experiência de usuário ágil e eficiente. Uma das estratégias mais eficazes para alcançar esse objetivo é o uso de caching. Implementar caching em Minimal APIs do ASP.NET Core pode parecer complexo à primeira vista, mas, com o entendimento correto das opções disponíveis, torna-se uma ferramenta poderosa para aprimorar a escalabilidade e a resposta das suas aplicações.

Tipos de Caching em ASP.NET Core

O ecossistema ASP.NET Core oferece diversas abordagens para caching, cada uma com suas particularidades e casos de uso ideais:

• In-memory caching: Armazena dados na memória do servidor. É rápido e simples, ideal para aplicações com menor volume de dados e menor necessidade de escalabilidade.
• Distributed caching: Distribui os dados em cache por múltiplos servidores, permitindo escalabilidade horizontal. Útil para aplicações que precisam lidar com alta demanda e balanceamento de carga.
• Hybrid caching: Combina o melhor dos dois mundos, utilizando a velocidade do in-memory caching com a durabilidade e escalabilidade do distributed caching.
• Response caching: Baseia-se nos headers HTTP para armazenar respostas do servidor no cliente ou em proxies. Reduz o número de requisições ao servidor, diminuindo a latência.
• Output caching: Permite um controle mais granular do caching de respostas do servidor, possibilitando a invalidação programática e a configuração do armazenamento do cache.

Implementando Caching na Prática

A escolha do tipo de caching mais adequado depende das necessidades específicas da sua aplicação. Vejamos alguns exemplos práticos de como implementar cada um deles em Minimal APIs:

In-memory caching

Para utilizar o in-memory caching, você pode injetar a interface IMemoryCache no seu endpoint e verificar se os dados já estão armazenados em cache. Caso contrário, busca os dados na fonte original, armazena no cache e retorna.

app.MapGet("authors/getall", (IMemoryCache cache, IAuthorRepository authorRepository) =>
{
    if (!cache.TryGetValue("get-authors", out List<Author> authors))
    {
        authors = authorRepository.GetAll();
        var cacheEntryOptions = new MemoryCacheEntryOptions()
            .SetAbsoluteExpiration(TimeSpan.FromMinutes(5))
            .SetSlidingExpiration(TimeSpan.FromMinutes(1));
        cache.Set("get-authors", authors, cacheEntryOptions);
    }
    return Results.Ok(authors);
});

Neste exemplo, os dados dos autores são armazenados em cache por um período máximo de 5 minutos, com uma expiração deslizante de 1 minuto. Isso significa que, se o cache for acessado dentro de 1 minuto, o tempo de expiração é renovado.

Distributed caching

Para o distributed caching, você pode utilizar a interface IDistributedCache. O processo é semelhante ao in-memory caching, mas os dados são armazenados em um sistema de cache distribuído, como Redis ou SQL Server.

app.MapGet("/getallauthors", async (IDistributedCache cache) =>
{
    var cacheKey = "get-all-authors";
    var cachedMessage = await cache.GetStringAsync(cacheKey);
    if (cachedMessage == null)
    {
        cachedMessage = $"The data has been cached at {DateTime.Now}";
        await cache.SetStringAsync(cacheKey, cachedMessage, new DistributedCacheEntryOptions
        {
            AbsoluteExpirationRelativeToNow = TimeSpan.FromSeconds(60)
        });
    }
    return Results.Ok(cachedMessage);
});

Neste caso, os dados são armazenados no cache distribuído por 60 segundos. A grande vantagem aqui é que, se a sua aplicação estiver rodando em múltiplos servidores, todos eles compartilharão o mesmo cache.

Hybrid caching

A partir do .NET 9, o hybrid caching oferece uma abordagem combinada, aproveitando o in-memory caching para acessos rápidos e o distributed caching para garantir a durabilidade dos dados. A configuração é feita no arquivo Program.cs.

services.AddHybridCache(options => {
    options.DefaultEntryOptions = new HybridCacheEntryOptions
    {
        Expiration = TimeSpan.FromMinutes(5),
        LocalCacheExpiration = TimeSpan.FromMinutes(5)
    };
});

Com o hybrid caching, você define uma expiração geral e uma expiração local para o cache na memória do servidor.

Response caching

Para habilitar o response caching, você precisa adicionar o middleware ResponseCachingMiddleware à sua aplicação.

builder.Services.AddResponseCaching();
app.UseResponseCaching();

O response caching utiliza os headers HTTP Cache-Control para determinar se a resposta pode ser armazenada em cache pelo cliente ou por um proxy.

Output caching

O output caching oferece maior flexibilidade, permitindo configurar o cache no servidor e invalidar entradas programaticamente. É possível utilizar o output caching com in-memory, distributed ou hybrid caching.

app.MapPost("/author/getauthors", ([FromServices] IAuthorRepository authorRepository) =>
{
    return authorRepository.GetAll();
}).CacheOutput(x => x.Expire(TimeSpan.FromSeconds(30)));

Neste exemplo, a resposta do endpoint é armazenada em cache por 30 segundos.

Boas Práticas de Caching

Para tirar o máximo proveito do caching em suas aplicações ASP.NET Core, siga estas dicas:

• Escolha a estratégia de caching adequada para o seu caso de uso.
• Defina políticas de expiração apropriadas.
• Não armazene dados sensíveis em cache.
• Utilize a invalidação de cache quando necessário.
• Monitore as taxas de acerto e erro do cache para otimizar sua estratégia.

Conclusão

Implementar caching em Minimal APIs do ASP.NET Core é uma excelente forma de otimizar a performance e a escalabilidade das suas aplicações. Ao entender os diferentes tipos de caching disponíveis e seguir as boas práticas, você pode garantir que seus usuários tenham uma experiência rápida e eficiente. Lembre-se de que a escolha da estratégia de caching mais adequada depende das necessidades específicas da sua aplicação, e que o monitoramento constante do cache é fundamental para garantir seu bom funcionamento.