工作进程静态变量异常，采用Redis+SemaphoreSlim的方案是否可行？

场景与代码背景 #

我有2台负载均衡服务器，每台配备8个工作进程，希望在单台服务器的所有工作进程间共享一个值。最初的实现代码如下：

static string _token;
public async Task<string> GetTokenAsync()
{
    if (_token.isExpire() || string.IsNullOrWhiteSpace(_token))
    {
        await _semaphoreSlim.WaitAsync();
        if (_token.isExpire() || string.IsNullOrWhiteSpace(_token))
        {
            try
            {
                _token = await GetTokenFromAPIServiceAsync();
            }
            finally
            {
                _semaphoreSlim.Release();
            }
        }
        else
            _semaphoreSlim.Release();
    }
    return _token;
}

但我发现多工作进程下静态变量无法正常工作，推测是多个工作进程操作静态字段导致的。于是改用Redis替代静态字段，实现代码如下：

public async Task<string> GetTokenAsync()
{
    var token = await GetFromRedisAsync();
    if (string.IsNullOrWhiteSpace(token))
    {
        await _semaphoreSlim.WaitAsync();
        if (token.isExpire() || string.IsNullOrWhiteSpace(token))
        {
            try
            {
                token = await GetFromServiceAndSetToRedisAsync();
            }
            finally
            {
                _semaphoreSlim.Release();
            }
        }
        else
            _semaphoreSlim.Release();
    }
    return token;
}

疑问解答 #

1. SemaphoreSlim能否跨工作进程生效？ #

SemaphoreSlim是进程内同步原语，仅能管控当前进程内部的线程，完全无法跨工作进程生效。每个工作进程都会创建独立的SemaphoreSlim实例，不同进程的实例之间没有任何关联，跨进程的线程不会被其他进程的SemaphoreSlim限制。

2. 使用Redis搭配SemaphoreSlim做线程锁是否为合理的解决方案？ #

不合理。你的场景是多工作进程（甚至多服务器），SemaphoreSlim的进程内特性决定了它无法提供跨进程的互斥能力，和Redis搭配根本解决不了多进程并发更新的问题。正确的做法是使用Redis分布式锁来替代SemaphoreSlim，利用Redis的原子性操作实现跨进程、跨服务器的互斥，确保同一时间只有一个实例去调用API获取并更新Token。

3. 是否会出现多个工作进程修改Redis中值的情况？ #

会。当前代码里的SemaphoreSlim只能限制单个进程内的线程，不同工作进程的线程会各自触发锁逻辑，彼此不受限制，最终可能多个进程同时进入GetFromServiceAndSetToRedisAsync()方法，重复调用API获取Token并更新到Redis，造成不必要的API调用和重复更新。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Negin