C#怎么实现缓存功能 C#如何用MemoryCache和Redis实现数据缓存提升访问速度【架构】

穿越時空

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2026-03-31

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memorycache需配置sizelimit和过期策略,避免内存泄漏;redis序列化须显式配置jsonserializeroptions防异常;混合使用时须保证失效同步,防御穿透雪崩需空值缓存+随机key+本地加载锁。

c#怎么实现缓存功能 c#如何用memorycache和redis实现数据缓存提升访问速度【架构】

MemoryCache 用法和常见误用

直接 new MemoryCache(new MemoryCacheOptions()) 就能用,但多数人没配过期策略或大小限制,导致内存悄悄涨满。

  • MemoryCache 是进程内缓存,重启就丢,适合临时、轻量、单机场景
  • 必须设置 SizeLimitSize(比如用 SetSize(1)),否则 Remove 不会触发自动淘汰
  • 过期时间分两种:AbsoluteExpirationRelativeToNow(绝对时间)和 SlidingExpiration(访问后重置),别混用;SlidingExpiration 在高频读场景下可能让数据永远不淘汰
  • 缓存值如果是引用类型,别直接返回 cache.Get<t>("key")</t> 后修改内部字段——Get 返回的是原对象引用,改了会影响后续所有读取

Redis 缓存写入时序列化踩坑点

用 StackExchange.Redis + System.Text.Json 默认序列化,很容易遇到 null 引用或类型不匹配错误。

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  • 默认 JsonSerializerOptions 不处理循环引用,实体类有导航属性时直接 Serialize 会抛 System.Text.Json.JsonException
  • 缓存 DateTime 时注意时区:.NET 6+ 默认序列化为 ISO 8601 带偏移,但老客户端可能只认 "yyyy-MM-ddTHH:mm:ss" 格式,反序列化失败
  • 别把 IDictionary<string object></string> 这种弱类型直接塞进 Redis——object 会被序列化成 null 或空对象,读出来是 null 而不是预期字典
  • 推荐显式指定 JsonSerializerOptionsnew JsonSerializerOptions { PropertyNamingPolicy = JsonNamingPolicy.CamelCase, DefaultIgnoreCondition = JsonIgnoreCondition.WhenWritingNull }

MemoryCache 和 Redis 混合使用的典型模式

本地缓存 + 分布式缓存组合不是简单“先查本地再查 Redis”,关键在失效同步和并发写控制。

  • 写操作必须走“先删 Redis,再删 MemoryCache,最后写 DB”,否则本地缓存可能长期脏读
  • 读操作建议用“双检锁”:Get 本地缓存 → 空则加锁 → 再查本地 → 还空才查 Redis → 写回本地 + 设置短滑动过期(比如 10 秒)
  • 不要给 MemoryCache 设置比 Redis 更长的过期时间,否则 Redis 已失效,本地还挂着旧值
  • MemoryCacheEntryOptions.PostEvictionCallbacks 监听本地缓存被删事件,主动触发 Redis 清理(仅限需要强一致的少数 key)

缓存穿透和雪崩的实际防御手段

缓存穿透不是加个空值就能解决,雪崩也不是统一过期时间改随机就行。

  • 空值缓存必须带过期时间(比如 2 分钟),且用 string.Empty 或专用占位对象(如 NullUser.Instance),不能缓存 null
  • 热点 key 雪崩:对 Redis 中的 key 加随机后缀(如 "user:123:cache_v2"),更新时原子切换 key 名,避免全量失效
  • MemoryCache 本身不支持分布式锁,做本地防击穿得用 ConcurrentDictionary<string task>></string> 缓存正在加载的 Task,避免重复查询 DB
  • Redis 连接泄漏比缓存逻辑更致命:StackExchange.Redis 的 IDatabase 是线程安全的,别每次请求都 GetDatabase(),复用单例实例
缓存逻辑越靠近业务代码,越容易漏掉异常分支下的清理动作。特别是事务回滚后,缓存该删没删,或者异步写缓存时发生异常静默失败——这些地方没有日志或监控,问题要等几天后才暴露。

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