GraphQL Kotlin 中的 DefaultAutomaticPersistedQueriesCache 双重解析问题分析

在 GraphQL Kotlin 8.3.0 版本中，DefaultAutomaticPersistedQueriesCache 实现存在一个性能优化问题，会导致查询文档被重复解析和验证。这个问题主要影响自动持久化查询(APQ)功能的缓存机制。

问题背景

自动持久化查询是 GraphQL 中的一项优化技术，它允许客户端发送查询的哈希值而不是完整的查询字符串。服务器端会缓存这些查询，当收到哈希值时直接从缓存中获取预解析的文档，避免重复解析的开销。

在 GraphQL Kotlin 的实现中，DefaultAutomaticPersistedQueriesCache 负责管理这个缓存。其核心方法是 getOrElse，它接受一个缓存键、执行输入和一个文档解析的供应商函数。

问题代码分析

问题出在缓存未命中时的处理逻辑。当缓存中不存在指定键时，代码会先调用供应商函数获取预解析文档并存入缓存，但随后又再次调用供应商函数来创建返回的 CompletableFuture：

override fun getOrElse(
    key: String,
    executionInput: ExecutionInput,
    supplier: () -> PreparsedDocumentEntry
): CompletableFuture<PreparsedDocumentEntry> =
    cache[key]?.let { entry ->
        CompletableFuture.completedFuture(entry)
    } ?: run {
        val entry = supplier.invoke()  // 第一次调用
        cache[key] = entry
        CompletableFuture.completedFuture(supplier.invoke())  // 第二次调用
    }

这种实现会导致两个问题：

1. 性能损耗：每次缓存未命中时都会执行两次文档解析和验证
2. 潜在不一致：两次调用供应商函数理论上可能返回不同的结果

问题影响

文档解析和验证是 GraphQL 查询处理中相对耗时的操作，特别是在查询复杂的情况下。重复执行这些操作会：

• 增加服务器CPU负载
• 延长查询响应时间
• 降低系统整体吞吐量

解决方案

正确的实现应该是重用第一次解析的结果，而不是再次调用供应商函数。修复后的代码应该是：

override fun getOrElse(
    key: String,
    executionInput: ExecutionInput,
    supplier: () -> PreparsedDocumentEntry
): CompletableFuture<PreparsedDocumentEntry> =
    cache[key]?.let { entry ->
        CompletableFuture.completedFuture(entry)
    } ?: run {
        val entry = supplier.invoke()
        cache[key] = entry
        CompletableFuture.completedFuture(entry)  // 使用已缓存的entry
    }

最佳实践

在处理缓存逻辑时，开发人员应该注意：

1. 确保缓存未命中时的计算只执行一次
2. 考虑使用原子操作避免并发环境下的重复计算
3. 对于耗时操作，可以考虑使用异步加载模式
4. 在性能敏感的场景中，应该对缓存实现进行基准测试

这个问题的修复虽然简单，但对系统性能有显著影响，特别是在高负载环境下。它提醒我们在实现缓存逻辑时需要格外小心，避免类似的性能陷阱。