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FusionCache 中实现 Keyed Services 支持的技术解析

2025-06-28 11:20:22作者:明树来

背景与需求

在现代 .NET 开发中,依赖注入(DI)已成为构建应用程序的基础设施。当我们需要注册同一类型的多个服务但配置不同时,传统的解决方案包括命名服务或工厂模式。FusionCache 作为一个高性能缓存库,也面临着类似的场景需求——即需要支持多个不同配置的缓存实例。

传统解决方案的局限性

在 .NET 生态中,处理这类问题曾有两种典型方案:

  1. HTTP 命名客户端模式:通过 AddHttpClient("name") 注册,通过 IHttpClientFactory 解析
  2. FusionCache 的命名缓存:通过 AddFusionCache("name") 注册,通过 IFusionCacheProvider 解析

这些方案虽然有效,但存在以下问题:

  • 需要引入额外的工厂接口
  • 解析方式不够直观
  • 与 .NET 生态的其他部分风格不一致

.NET 8 的 Keyed Services

.NET 8 引入了原生支持的 Keyed Services 功能,提供了更优雅的解决方案:

// 注册
services.AddKeyedSingleton<MyService>("foo");
services.AddKeyedSingleton<MyService>("bar");

// 使用
app.MapGet("/foo", ([FromKeyedServices("foo")] MyService myService) => ...);

这种方式的优势在于:

  • 语法简洁直观
  • 与 ASP.NET Core 的模型绑定机制深度集成
  • 减少中间工厂接口的需求

FusionCache 的集成挑战

将 Keyed Services 集成到 FusionCache 面临几个技术挑战:

  1. 容器兼容性问题:并非所有 DI 容器实现都支持 Keyed Services
  2. 版本兼容性:.NET 运行时版本与 DI 包版本不完全对应
  3. 特性检测缺失:无法在注册时检测容器是否支持 Keyed Services
  4. 异常处理:不支持的容器会在构建时抛出异常,难以优雅处理

设计决策与实现方案

经过深入讨论,FusionCache 采用了"显式启用"的设计原则:

services.AddFusionCache("MyCache")
    .AsKeyedService() // 显式启用 Keyed Services 支持
    .WithDefaultEntryOptions(opt => {
        opt.Duration = TimeSpan.FromSeconds(30);
    });

这种设计具有以下优点:

  • 完全向后兼容
  • 将控制权交给开发者
  • 避免在不支持的容器上抛出意外异常
  • 保持 API 的明确性和可预测性

扩展支持范围

除了基本的缓存实例注册外,FusionCache 还将 Keyed Services 支持扩展到相关组件:

  1. 缓存后端组件
services.AddFusionCache()
    .WithRegisteredKeyedBackplane("foo");
  1. 分布式缓存
services.AddFusionCache("MyCache")
    .WithRegisteredKeyedDistributedCache();

这种扩展使得开发者能够更灵活地组合各种缓存组件。

技术实现细节

在实现层面,FusionCache 采用了工厂委托的方式桥接两种服务解析模式:

services.AddKeyedSingleton<IFusionCache>(cacheName, (sp, key) => {
    return sp.GetRequiredService<IFusionCacheProvider>().GetCache(key.ToString());
});

这种实现确保了:

  • 单一真实数据源
  • 两种解析方式结果一致
  • 最小性能开销

最佳实践建议

基于此功能,我们推荐以下使用模式:

  1. 新项目:优先考虑使用 Keyed Services 方式
  2. 现有项目迁移:逐步将命名缓存转换为 Keyed Services
  3. 组件注册:为相关服务使用一致的命名规范
  4. 依赖注入:在控制器/服务中统一使用 [FromKeyedServices] 属性

总结

FusionCache 对 Keyed Services 的支持代表了 .NET 生态中依赖注入模式的一次重要演进。通过精心设计的 API 和实现,它既保留了现有功能的稳定性,又为开发者提供了现代化的使用体验。这种平衡的设计思路值得其他库作者借鉴,特别是在处理新旧功能交替和容器兼容性问题上。

对于开发者而言,理解这一功能的实现原理和设计考量,将有助于更有效地利用 FusionCache 构建高性能、可维护的缓存解决方案。

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