C# --- 本地缓存失效形成缓存击穿触发限流

问题描述

• 某一接口前端会偶发返回400.
• 通过检查日志发现是后端服务调用外部Api时，因为缓存失效导致并发请求数量过多 (QPS接近300), 外部Api返回429导致的.
• 代码大致如下

private readonly MemoryCache _timeZoneCache = new(new MemoryCacheOptions())
	private MemeoryCacheEntryOptions EntryOption => new MemeoryCacheEntryOption().SetAbsoluteExpiraton(DataTimeOffset.Utc.Now.AddMinutes(1))

public async Task Process()
{
	var elements = await GetAllElementsAsync();
	//如果elements数量过多，这里会并发发送大量请求
 	var tasks = elements.Select(element -> GetTimeZoneAsync(element)).ToList();
  
 	if (tasks.Any())
	{
		await Task.WhenAll(tasks)
 	}
 }
 
 private async Task<string> GetTimeZoneAsync(Element element)
 {
  	if (_timeZoneCache.TryGetValue(element.QueryParameter, out string timeZone)
  	{
  		return timeZone
  	}
	
	//send reuqets to external Api
	var reponse = await SendTimeZoneRequestAsync(element)
	//parse http response
    var result = ParseHttpResponse(response)
    //set cache
	_timeZoneCache.Add(element.QueryParameter, result)
 }

• 当缓存失效时，如果elements的数量过多（比如300个），那么上面的代码会并发发送300个请求. 导致触发外部服务的限流，返回429

解决方案

缓存Request Task

• 经过调查发现，被发送出去的大量请求其实很多是重复的请求
• 那么可以利用C#的Task机制，加入一个新的缓存，这个缓存用来缓存发送出去的Request Task，避免重复发送请求

private readonly MemoryCache _timeZoneCache = new(new MemoryCacheOptions())
	private MemeoryCacheEntryOptions EntryOption => new MemeoryCacheEntryOption().SetAbsoluteExpiraton(DataTimeOffset.Utc.Now.AddMinutes(1))

public async Task Process()
{
	var elements = await GetAllElementsAsync();
	//如果elements数量过多，这里会并发发送大量请求
 	var tasks = elements.Select(element -> GetTimeZoneAsync(element)).ToList();
  
 	if (tasks.Any())
	{
		await Task.WhenAll(tasks)
 	}
 }
 
 private async Task<string> GetTimeZoneAsync(Element element)
 {
  	if (_timeZoneCache.TryGetValue(element.QueryParameter, out string timeZone)
  	{
  		return timeZone
  	}
	
   var response = await GetTimeZoneRequestTaskAsync(element);
   
   //parse http response
    var result = ParseHttpResponse(response)
   //set cache
	_timeZoneCache.Add(element.QueryParameter, result)
 }
 
 private async Task<HttpResponse> GetTimeZoneRequestTaskAsync(Element element)
 {
  	if (_timeZoneRequestCache.TryGetValue(element.QueryParameter, out string timeZoneRequest)
  	{
  		return timeZoneRequest
  	}

   //do not await here
   var request = SendTimeZoneRequestAsync(element)
   
   //cache the request
   _timeZoneRequestCache(element.QueryParameter, request);
   return request;
 }
 

加入信号量限制请求数量

• 如果都是不同的请求，那么可以使用信号量控制并发发送请求的数量
  参见 https://blog.csdn.net/weixin_38803409/article/details/135353000