.NET IIS环境静态反射缓存更新后数据过时问题咨询

问题背景 #

做反射相关逻辑开发时，通常会把检索、处理完成的反射信息存储在对应工作类的私有静态字段中做缓存，避免重复执行反射消耗性能。但在实际使用中遇到过类代码修改后，静态缓存的反射数据过期、无法反映类当前元数据的问题。在ASP.NET场景下，手动重置IIS或者回收对应应用程序池后，数据就能重新正常加载。

核心疑问 #

已知IIS检测到web.config或者bin目录变更时会自动回收应用程序池，为什么旧的缓存数据仍然会留存？如何在标准配置的IIS实例上复现该问题？

运行环境 #

• .NET运行时：.NET Framework 4.8
• Web服务器：Windows 10专业版自带的IIS 10

已观测到的问题触发流程 #

1. 初始状态下SomeBusinessService类标记有MySpecialAttribute特性（即标注[MySpecial]），应用在IIS上正常启动运行；
2. 开发人员修改SomeBusinessService类代码，为其新增第二个特性[MySecond]，随后在Visual Studio 2019中生成解决方案，生成输出路径直接指向IIS站点对应的实际运行目录，此时站点bin目录发生文件变更；
3. 开发人员再次访问应用时，存储反射信息的静态字段已经填充了旧值，程序仍然使用过期的反射信息，没有识别到新增的特性。

问题根因 #

这个现象和IIS的自动回收逻辑并不冲突，本质是ASP.NET程序集加载机制+回收流程的时间差共同导致的：

• IIS的应用池回收默认采用重叠回收模式：检测到bin目录或web.config变更后，不会立刻终止旧的工作进程（w3wp.exe），而是先启动新的工作进程承接新请求，等新进程就绪后再逐步关停旧进程。由于VS生成解决方案时是逐个往bin目录写入DLL文件，第一个DLL写入完成的瞬间就会触发变更检测启动新进程，此时新旧进程会同时存在一段时间，如果请求命中了还未退出的旧进程，自然会读到旧进程里静态字段存储的缓存数据。
• ASP.NET默认启用了程序集影子拷贝（Shadow Copy）机制：运行时不会直接锁定加载bin目录下的原始DLL，而是先把DLL复制到系统临时ASP.NET文件目录（默认路径为C:\Windows\Microsoft.NET\Framework64\v4.0.30319\Temporary ASP.NET Files\）后再加载，目的是避免运行中bin目录文件被锁定无法更新。如果新DLL还没完全写入磁盘时新应用域就启动了，运行时可能直接复用临时目录里残留的旧版本程序集拷贝，此时静态字段初始化执行反射拿到的就是旧的元数据，哪怕是新启动的进程也会读到过期缓存。

标准配置IIS下的复现步骤 #

不需要修改任何IIS默认配置，按以下操作即可稳定复现：

1. 新建.NET Framework 4.8版本的ASP.NET Web项目，添加两个特性类MySpecialAttribute、MySecondAttribute，再添加SomeBusinessService类，初始只给该类添加[MySpecial]标记。
2. 编写测试入口（页面或接口）：在类的静态构造函数中反射扫描SomeBusinessService的所有自定义特性，将扫描结果存入私有静态字段，请求时直接返回该静态字段存储的特性列表。
3. 将站点部署到本地IIS 10，首次访问测试入口，确认返回结果仅包含MySpecial。
4. 不停止IIS站点，直接打开项目给SomeBusinessService添加[MySecond]特性，将VS项目的生成输出路径修改为IIS站点的bin目录，点击生成解决方案。
5. 生成完成后立刻连续刷新访问测试入口，会出现返回结果仅包含MySpecial的情况，直到手动回收应用池或重启IIS后，才会返回同时包含两个特性的正确结果。

排查小技巧：可以在测试入口额外返回当前加载的SomeBusinessService程序集的物理路径、文件最后修改时间、当前工作进程ID，出现缓存问题时可以直观看到是命中了未退出的旧w3wp进程，还是新进程加载了临时目录下的旧版本程序集。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者SynBiotik