.NetCore之接口缓存的实现示例

1、问题：我们平时做开发的时候肯定都有用到缓存这个功能，一般写法是在需要的业务代码里读取缓存、判断是否存在、不存在则读取数据库再设置缓存这样一个步骤。但是如果我们有很多地方业务都有用到缓存，我们就需要在每个地方都写关于缓存的代码，这样会造成很多重复代码，同时对业务侵入不利于后续的开发维护。

2、一般的解决办法是将缓存的功能提取出来，然后在需要用到缓存的地方调用即可。这样确实减少了很多重复代码，但这样还是会存在整个项目通用的缓存功能侵入业务代码，那我们有什么办法将缓存功能完全提取出来，达到业务代码零侵入呢？

3、既然我们缓存存的是接口的业务数据，那么为何我们不能直接把整个接口缓存起来呢，即将整个接口返回的数据缓存？同时要达到业务零侵入，那我们是不是想到了反射、特性呢？没错，我们使用的就是ActionFilterAttribute，关于ActionFilterAttribute无非就是OnActionExecuting（执行动作方法前触发）、OnActionExecuted（执行动作方法后触发）、OnResultExecuting（在执行操作结果之前触发）、OnResultExecuted（在执行操作结果之后触发）这四个方法，相信很多小伙伴都用到过，这里就不细说了。那我们现在的解决方案是：在OnActionExecuting（执行动作方法前触发）里判断是否存在缓存，如果存在则不去执行接口业务，直接返回数据。还有一个问题，一般接口都会有入参，入参不同输出的数据也不同（比如我有一个分页的接口，传的page参数不同，得到的结果也不同），这个怎么解决呢？我们只需要把接口所有参数拼凑起来，然后MD5加密成一个字符串，将其作为缓存的key，那么即使同一个接口、参数不同也会得到不同的key。

4、废话不多说，直接上代码。

public class ApiCache : ActionFilterAttribute
 {
  /// <summary>
  /// Header是否参与缓存验证
  /// </summary>
  public bool SignHeader = false;
  /// <summary>
  /// 缓存有效时间（分钟）
  /// </summary>
  public int CacheMinutes = 5;/// <summary>
  /// 
  /// </summary>
  /// <param name="SignHeader">Header是否参与请求体签名</param>
  /// <param name="CacheMinutes">缓存有效时间（分钟）</param>
  public ApiCache(bool SignHeader = false, int CacheMinutes = 5)
  {
   this.SignHeader = SignHeader;
   this.CacheMinutes = CacheMinutes;
  }


  public override void OnActionExecuting(ActionExecutingContext filterContext)
  {
   //请求体签名
   string cacheKey = getKey(filterContext.HttpContext.Request);
   //根据签名查询缓存
   string data = CsRedisHepler.Get(cacheKey);
   if (!string.IsNullOrWhiteSpace(data))
   {
    //有缓存则设置返回信息
    var content = new Microsoft.AspNetCore.Mvc.ContentResult();
    content.Content = data;
    content.ContentType = "application/json; charset=utf-8";
    content.StatusCode = 200;
    filterContext.HttpContext.Response.Headers.Add("ContentType", "application/json; charset=utf-8");
    filterContext.HttpContext.Response.Headers.Add("CacheData", "Redis");
    filterContext.Result = content;
   }
  }

  public override void OnActionExecuted(ActionExecutedContext filterContext)
  {
   base.OnActionExecuted(filterContext);
  }

  public override void OnResultExecuting(ResultExecutingContext filterContext)
  {
   base.OnResultExecuting(filterContext);
  }

  public override void OnResultExecuted(ResultExecutedContext filterContext)
  {
   if (filterContext.HttpContext.Response.Headers.ContainsKey("CacheData")) return;
   //获取缓存key
   string cacheKey = getKey(filterContext.HttpContext.Request);
   var data = JsonSerializer.Serialize((filterContext.Result as Microsoft.AspNetCore.Mvc.ObjectResult).Value);
   //如果缓存null，则设置较短过期时间（此处是防止缓存穿透）
   var disData = JsonSerializer.Deserialize<Dictionary<string, object>>(data);
   if(disData.ContainsKey("data") && disData["data"]==null)
   {
    CacheMinutes = 1;
   }
   CsRedisHepler.Set(cacheKey, data, TimeSpan.FromMinutes(CacheMinutes));
  }
  /// <summary>
  /// 请求体MDH签名
  /// </summary>
  /// <param name="request"></param>
  /// <returns></returns>
  private string getKey(HttpRequest request)
  {
   var keyContent = request.Host.Value + request.Path.Value + request.QueryString.Value + request.Method + request.ContentType + request.ContentLength;
   try
   {
    if (request.Method.ToUpper() != "DELETE" && request.Method.ToUpper() != "GET" && request.Form.Count > 0)
    {
     foreach (var item in request.Form)
     {
      keyContent += $"{item.Key}={item.Value.ToString()}";
     }
    }
   }
   catch (Exception e)
   {

   }
   if (SignHeader)
   {
    var hs = request.Headers.Where(a => !(new string[] { "Postman-Token", "User-Agent" }).Contains(a.Key)).ToDictionary(a => a);
    foreach (var item in hs)
    {
     keyContent += $"{item.Key}={item.Value.ToString()}";
    }
   }
　　　　　　　//md5加密
   return CryptographyHelper.MD5Hash(keyContent);
  }   

这里使用的是redis，也可以选择其他的，代码简单没有做适配，这样我们只需要在用到缓存的接口上加上[ApiCache(CacheMinutes =1)]特性就行啦，关于参数的话也可以根据自己的业务需求来定制。

5、关于缓存的三座大山：缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩，这块网上有很多的资料可以看，这里只做一个简单的介绍跟解决思路。

缓存穿透：访问一个不存在的key时，请求会穿过缓存直接请求数据库。比如现在有个接口是分页的，然后客户端请求接口的时候将pageindex参数给的很大，大到该接口不可能有这么多页的数据时，每次请求都会穿过缓存去查数据库。如果有人故意攻击接口就会给数据库造成巨大压力甚至挂掉。当然，这里我们肯定也要做一些业务参数的校验，比如每页条数不能超过多少之类的，总之不能轻信客户端传过来的参数。

解决方案：最简单有效的解决方案是当在数据库也查不到数据的时候，设置一个value为null的缓存值（该值的过期时间要尽量短），这样就可以避免恶意攻击。另外就是使用布隆过滤器。

我们这里使用的解决方案是第一种设置null值，在上述的代码中有注释。不过这里最好接口有一个返回规范，比如每个接口返回固定值：message、code、data这几个字段， 那么我们只需判断data是否为空来设置过期时间。

缓存击穿：某一个访问量极高的key过期，导致所有请求打在数据库上。

解决方案：将访问量高德key设置永不过期、使用互斥锁。我们这里使用设置key永不过期就行，具体实现就是加一个是否过期的字段从外部传入，再根据该字段判断是否设置过期时间。同时可以写一个定时任务去更新设置为永不过期的key值。

缓存雪崩：某一时刻多个高访问量的key同时过期。

解决方案：在设置过期时间的时候将每个key的过期时间设置分布开来，在上述代码中CacheMinutes字段改成过期时间范围从。。。到。。。，然后key的过期时间从范围中取一个随机值。

当然这里讲到的解决方案也只是个人常用的，也可以使用其他解决方案。

到此这篇关于.NetCore之接口缓存的文章就介绍到这了,更多相关.NetCore之接口缓存内容请搜索猪先飞以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持猪先飞！