.NET Framework 4.8中InMemoryCache刷新时如何保障旧缓存可读

结论先行 #

你的这个缓存实现，在获取新数据耗时较长的场景下，其他线程完全可以正常读取旧缓存数据，不会被阻塞或出现异常。

为什么能安全读取？ #

1. 读写锁的特性保障 #

你使用的ReaderWriterLockSlim是专门优化读写场景的同步锁：

• 多个读线程可以同时持有读锁，互相不阻塞，只要有线程在读取旧数据，其他线程也能同步读取。
• 只有当写操作（缓存刷新）启动时，才会阻止新的读请求进入，但已经持有读锁的线程可以继续读取旧数据，直到完成操作释放读锁。

2. 刷新逻辑的并发控制 #

• 你设计的TryEnterRefreshLock()意图是防止多线程重复触发刷新，核心思路是确保同一时间只有一个线程执行耗时的数据获取操作。
• 刷新时，RefreshData()会先获取可升级读锁，确认未在刷新后才升级为写锁。在写锁更新_cachedData之前，所有读线程访问的都是旧缓存值，完全不受刷新操作影响。

你的实现里的关键问题 #

虽然旧数据读取安全，但存在两个需要修复的bug：

• TryEnterRefreshLock()逻辑无效：你将_isRefreshing转换为局部变量后，用Interlocked.CompareExchange操作的是局部变量，并未修改原字段_isRefreshing，等于没做并发控制，会导致多个线程同时触发刷新。建议把_isRefreshing改成int类型（0=未刷新，1=刷新中），直接操作原字段做原子控制。
• 读锁下调用刷新会阻塞请求：在GetData()持有读锁时调用RefreshData()，后者获取可升级读锁会被卡住，直到GetData()释放读锁。这会导致触发刷新的那个读请求被阻塞到刷新完成，影响性能。建议将刷新逻辑异步执行，避免阻塞读请求。

修正后的关键代码示例 #

首先修改_isRefreshing类型和刷新锁逻辑：

// 将bool类型改为int，0表示未刷新，1表示正在刷新
private int _isRefreshing;

private bool TryEnterRefreshLock()
{
    // 原子操作：如果当前值是0，则设置为1，返回原值0表示成功获取刷新锁
    return Interlocked.CompareExchange(ref _isRefreshing, 1, 0) == 0;
}

然后修正RefreshData()中的状态更新逻辑：

private void RefreshData(object state)
{
    _lockSlim.EnterUpgradeableReadLock();
    try
    {
        // 检查是否已有线程在刷新，有则直接返回
        if (Interlocked.CompareExchange(ref _isRefreshing, 1, 0) != 0)
            return;
            
        _lockSlim.EnterWriteLock();
        try
        {
            _cachedData = _dataFetchingMethod.Invoke();
            _lastRefreshTime = DateTime.Now;
        }
        finally
        {
            // 刷新完成后重置状态
            Interlocked.Exchange(ref _isRefreshing, 0);
            _lockSlim.ExitWriteLock();
        }
    }
    finally
    {
        _lockSlim.ExitUpgradeableReadLock();
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Kamil Ibadov