.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。
publicclassApiCache:ActionFilterAttribute { //////Header是否参与缓存验证 /// publicboolSignHeader=false; //////缓存有效时间(分钟) /// publicintCacheMinutes=5;////// /// ///Header是否参与请求体签名 /// 缓存有效时间(分钟) publicApiCache(boolSignHeader=false,intCacheMinutes=5) { this.SignHeader=SignHeader; this.CacheMinutes=CacheMinutes; } publicoverridevoidOnActionExecuting(ActionExecutingContextfilterContext) { //请求体签名 stringcacheKey=getKey(filterContext.HttpContext.Request); //根据签名查询缓存 stringdata=CsRedisHepler.Get(cacheKey); if(!string.IsNullOrWhiteSpace(data)) { //有缓存则设置返回信息 varcontent=newMicrosoft.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; } } publicoverridevoidOnActionExecuted(ActionExecutedContextfilterContext) { base.OnActionExecuted(filterContext); } publicoverridevoidOnResultExecuting(ResultExecutingContextfilterContext) { base.OnResultExecuting(filterContext); } publicoverridevoidOnResultExecuted(ResultExecutedContextfilterContext) { if(filterContext.HttpContext.Response.Headers.ContainsKey("CacheData"))return; //获取缓存key stringcacheKey=getKey(filterContext.HttpContext.Request); vardata=JsonSerializer.Serialize((filterContext.ResultasMicrosoft.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) vardisData=JsonSerializer.Deserialize >(data); if(disData.ContainsKey("data")&&disData["data"]==null) { CacheMinutes=1; } CsRedisHepler.Set(cacheKey,data,TimeSpan.FromMinutes(CacheMinutes)); } /// ///请求体MDH签名 /// ////// privatestringgetKey(HttpRequestrequest) { varkeyContent=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(variteminrequest.Form) { keyContent+=$"{item.Key}={item.Value.ToString()}"; } } } catch(Exceptione) { } if(SignHeader) { varhs=request.Headers.Where(a=>!(newstring[]{"Postman-Token","User-Agent"}).Contains(a.Key)).ToDictionary(a=>a); foreach(variteminhs) { keyContent+=$"{item.Key}={item.Value.ToString()}"; } } //md5加密 returnCryptographyHelper.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。
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