FusionCache并发操作中的GetOrSetAsync陷阱与解决方案

问题背景

在分布式系统开发中，缓存是提升性能的关键组件。FusionCache作为.NET生态中的高性能缓存解决方案，其GetOrSetAsync方法被设计用于处理"获取或设置"的常见缓存模式。然而，在实际应用中，开发者可能会遇到一个看似简单却影响重大的并发问题。

问题现象

当多个线程同时调用GetOrSetAsync方法获取相同的缓存键时，预期行为应该是：

1. 第一个线程发现缓存不存在，执行工厂方法获取数据
2. 后续线程等待第一个线程完成，直接使用缓存结果

但实际情况却是：每个线程都独立执行了工厂方法，导致资源浪费和潜在的数据不一致问题。

问题根源

经过深入分析，问题的核心在于缓存实例的获取时机。原代码在方法内部获取缓存实例：

IFusionCache cache = cacheProvider.GetCache(Constants.TokenCacheName);

这种实现方式导致每次方法调用都创建新的缓存实例，破坏了FusionCache内部的并发控制机制。正确的做法是在类构造函数中初始化并保持缓存实例的单例性。

解决方案

正确实现方式

public class TokenService
{
    private readonly IFusionCache _cache;
    
    public TokenService(ICacheProvider cacheProvider)
    {
        _cache = cacheProvider.GetCache(Constants.TokenCacheName);
    }
    
    private async Task<string> GetTokenInternalAsync(string tokenCacheKey, 
        Func<Task<AuthenticationResult>> acquireTokenFunc)
    {
        bool fromCache = true;
        
        string token = await _cache.GetOrSetAsync(
            tokenCacheKey,
            async ctx =>
            {
                // 工厂方法实现
                fromCache = false;
                return await acquireTokenFunc();
            }
        );
        
        return token;
    }
}

自适应缓存优化

对于需要动态设置缓存过期时间的场景，应使用上下文提供的Options属性：

async ctx => 
{
    var result = await acquireTokenFunc();
    ctx.Options.Duration = result.ExpiresOn - DateTime.UtcNow;
    return result.AccessToken;
}

这种方式比外部变量更直接有效，且能确保线程安全。

最佳实践

1. 缓存实例生命周期：确保在整个应用生命周期内保持缓存实例的单例性
2. 并发控制：依赖FusionCache内置的并发控制机制，避免自行实现
3. 动态配置：使用上下文对象进行运行时配置调整
4. 日志监控：添加适当的日志记录，帮助诊断潜在的并发问题

总结

FusionCache的GetOrSetAsync方法虽然简单易用，但在并发场景下需要特别注意缓存实例的管理。通过遵循单例模式和正确使用上下文配置，可以充分发挥其高性能并发控制的优势，避免资源浪费和数据不一致问题。理解这些底层机制对于构建健壮的高并发系统至关重要。