缓存和线程安全性

Question

我正在通过System.Web.Caching.Cache类在ASP.NET网站中缓存数据，因为检索数据非常耗时，且只有在内容人员更改后端数据时才会偶尔更改。

因此，在Application_Start中创建数据并将其存储在Cache中，到期时间为1天。

在访问数据时（在网站的许多页面上都会发生），我现在使用一个静态的CachedData类，类似于以下代码：

public static List<Kategorie> GetKategorieTitelListe(Cache appCache)
{
    // get Data out of Cache
    List<Kategorie> katList = appCache[CachedData.NaviDataKey] as List<Kategorie>;
    // Cache expired, retrieve and store again
    if (katList == null)
    {
            katList = DataTools.BuildKategorienTitelListe();
            appCache.Insert(CachedData.NaviDataKey, katList, null, DateTime.Now.AddDays(1d), Cache.NoSlidingExpiration);
    }
    return katList;
}

我看到这段代码存在的问题是不具有线程安全性。

如果两个用户同时打开这两个页面并且缓存刚好过期，那么就有可能会多次检索到数据。

但是如果我锁定方法体，性能就会遇到麻烦，因为只有一个用户可以获取数据列表。

有没有一种简单的方法来防止这种情况？像这种情况下最佳实践是什么？

- magnattic

Answer 1

您说得对，您的代码不是线程安全的。

// this must be class level variable!!!
private static readonly object locker = new object();

    public static List<Kategorie> GetKategorieTitelListe(Cache appCache)
    {
        // get Data out of Cache
        List<Kategorie> katList = appCache[CachedData.NaviDataKey] as List<Kategorie>;

        // Cache expired, retrieve and store again
        if (katList == null)
        {
            lock (locker)
            {
                katList = appCache[CachedData.NaviDataKey] as List<Kategorie>;

                if (katlist == null)  // make sure that waiting thread is not executing second time
                {
                    katList = DataTools.BuildKategorienTitelListe();
                    appCache.Insert(CachedData.NaviDataKey, katList, null, DateTime.Now.AddDays(1d), Cache.NoSlidingExpiration);
                }
            }
        }
        return katList;
    }

- Vlad Bezden

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如果两个线程在数据为空时同时进入该方法，则第一个线程将进入锁定状态。第二个线程将等待锁定“解锁”，然后再进入。在这种情况下，katlist仍将为空，因此将调用DataTools.BuildKetegorienTiteListe两次。因此，我认为lock语句必须包含该方法的所有内容，除了return。 - Johnny5

实际上不是这样的。在您的情况下，当两个线程进入锁时，只有一个线程会进入锁定状态，而第二个线程将等待。因此，当第一个线程加载缓存并退出（解锁）时，第二个线程将进入，这就是为什么您有第二个if（katlist == null）的原因，因此由于第一个线程已经更新了它，它将不会为空，第二个线程也不会重新加载缓存。这是同步的最安全方式。这被称为双重检查锁定。请在http://en.wikipedia.org/wiki/Double-checked_locking上阅读更多信息。 - Vlad Bezden

在您从维基百科中提供的示例中，双重检查是在静态布尔值上完成的。在您提供的代码中，“katList”只是一个本地变量。如果在进入锁之前它为null，那么在进入锁时它仍将为null。 - Johnny5

好的，我没有意识到这是局部变量，而不是类或全局变量。给你加1。我会修改我的代码。 - Vlad Bezden

这个有性能问题吗？或者第一个用户获取缓存后，所有后续用户都被释放到它上面。这种设置会导致网站崩溃吗？ - Mike Flynn

Answer 2

MSDN 文档指出，ASP.NET Cache类是线程安全的，这意味着它们的内容可以被应用程序域中的任何线程自由访问（例如读/写将是原子性的）。

只需记住，随着缓存大小的增长，同步的成本也会增加。您可能需要查看此帖子

通过添加一个私有对象来锁定，您应该能够安全地运行您的方法，以便其他线程不会干扰。

private static readonly myLockObject = new object();

public static List<Kategorie> GetKategorieTitelListe(Cache appCache)
{
    // get Data out of Cache
    List<Kategorie> katList = appCache[CachedData.NaviDataKey] as List<Kategorie>;

    lock (myLockObject)
    {
        // Cache expired, retrieve and store again
        if (katList == null)
        {
            katList = DataTools.BuildKategorienTitelListe();
            appCache.Insert(CachedData.NaviDataKey, katList, null, DateTime.Now.AddDays(1d), Cache.NoSlidingExpiration);
        }
        return katList;
    }
}

- Bryan Crosby

Answer 3

我看不到除了锁定之外的其他解决方案。

private static readonly object _locker = new object ();

public static List<Kategorie> GetKategorieTitelListe(Cache appCache)
{
    List<Kategorie> katList;

    lock (_locker)
    {
        // get Data out of Cache
        katList = appCache[CachedData.NaviDataKey] as List<Kategorie>;
        // Cache expired, retrieve and store again
        if (katList == null)
        {
                katList = DataTools.BuildKategorienTitelListe();
                appCache.Insert(CachedData.NaviDataKey, katList, null, DateTime.Now.AddDays(1d), Cache.NoSlidingExpiration);
        }
    }
    return katList;
}

一旦数据存储在缓存中，同时进行的线程只需等待将数据取出的时间，即这行代码：

katList = appCache[CachedData.NaviDataKey] as List<Kategorie>;

因此性能成本不会太高。

- Johnny5