干掉RedisHelper，请这样用分布式缓存

前言

我们在项目中使用Redis时通常是写一个单例模式的RedisHelper静态类，暴露一些常用的Get、Set等操作，在需要使用地方直接RedisHelper.StringGet(xx,xx)就可以了，这样虽然简单粗暴地满足我们对Redis的所有操作需要，但是这在Asp.Net Core的项目显得不是那么优雅了。首先你的RedisHelper静态类无法使用Asp.Net Core容器，又如何优雅的通过依赖注入获取IConfiguration中的配置项呢？既然我们使用Asp.Net Core这么优秀的框架，最佳实践当然就是遵循官方建议的开发规范优雅的编写代码。

IDistributedCache

若要使用 SQL Server 分布式缓存，请添加对 Microsoft.Extensions.Caching.SqlServer 包的包引用。

若要使用 Redis 分布式缓存，请添加对 Microsoft.Extensions.Caching.StackExchangeRedis 包的包引用。

若要使用 NCache 分布式缓存，请添加对 NCache.Microsoft.Extensions.Caching.OpenSource 包的包引用。

无论选择哪种实现，应用都将使用 IDistributedCache 接口与缓存进行交互。

来看下IDistributedCache这个接口的定义

namespace Microsoft.Extensions.Caching.Distributed;

/// <summary>
/// Represents a distributed cache of serialized values.
/// </summary>
public interface IDistributedCache
{
    /// <summary>
    /// Gets a value with the given key.
    /// </summary>
    byte[]? Get(string key);

    /// <summary>
    /// Gets a value with the given key.
    /// </summary>
    Task<byte[]?> GetAsync(string key, CancellationToken token = default(CancellationToken));

    void Set(string key, byte[] value, DistributedCacheEntryOptions options);

    /// <summary>
    /// Sets the value with the given key.
    /// </summary>
    Task SetAsync(string key, byte[] value, DistributedCacheEntryOptions options, CancellationToken token = default(CancellationToken));

    /// <summary>
    /// Refreshes a value in the cache based on its key, resetting its sliding expiration timeout (if any).
    /// </summary>
    void Refresh(string key);

    /// <summary>
    /// Refreshes a value in the cache based on its key, resetting its sliding expiration timeout (if any).
    /// </summary>
    Task RefreshAsync(string key, CancellationToken token = default(CancellationToken));

    /// <summary>
    /// Removes the value with the given key.
    /// </summary>
    void Remove(string key);

    /// <summary>
    /// Removes the value with the given key.
    /// </summary>
    Task RemoveAsync(string key, CancellationToken token = default(CancellationToken));
}

IDistributedCache 接口提供以下方法来处理分布式缓存实现中的项：

• Get、GetAsync：如果在缓存中找到，则接受字符串键并以 byte[] 数组的形式检索缓存项。
• Set、SetAsync：使用字符串键将项（作为 byte[] 数组）添加到缓存。
• Refresh、RefreshAsync：根据键刷新缓存中的项，重置其可调到期超时（如果有）。
• Remove、RemoveAsync：根据字符串键删除缓存项。

干掉RedisHelper

官方不仅提出了如何最佳实践分布式缓存的使用，还提供了基本的实现库给我们直接用，比如我们在项目中用Redis为我们提供缓存服务：

1. 添加引用Microsoft.Extensions.Caching.StackExchangeRedis
2. 注册容器AddStackExchangeRedisCache，并配置参数

 builder.Services.AddStackExchangeRedisCache(options =>
     {
         options.Configuration = builder.Configuration.GetConnectionString("MyRedisConStr");
         options.InstanceName = "SampleInstance";
     });

3. 在需要使用Redis的地方通过构造函数注入IDistributedCache实例调用即可

这样就可以优雅的使用Redis了，更加符合Asp.Net Core的设计风格，养成通过容器注入的方式来调用我们的各种服务，而不是全局使用RedisHelper静态类，通过IOC的方式，结合面向接口开发，能方便的替换我们的实现类，统一由容器提供对象的创建，这种控制反转带来的好处只可意会不可言传，这里就不赘述了。

AddStackExchangeRedisCache到底干了什么

上面已经知道如何优雅的使用我们的Redis了，但是不看下源码就不知道底层实现，总是心里不踏实的。

源码比较好理解的，因为这个Nuget包的源码也就四个类，而上面注册容器的逻辑也比较简单
AddStackExchangeRedisCache主要干的活

// 1.启用Options以使用IOptions
services.AddOptions();
// 2.注入配置自定义配置，可以通过IOptions<T>注入到需要使用该配置的地方
services.Configure(setupAction);
// 3.注入一个单例IDistributedCache的实现类RedisCache
services.Add(ServiceDescriptor.Singleton<IDistributedCache, RedisCache>());

所以我们在需要用Redis的地方通过构造函数注入IDistributedCache，而它对应的实现就是RedisCache，那看下它的源码。

这里就不细看所有的实现了，重点只需要知道它继承了IDistributedCache就行了，通过AddStackExchangeRedisCache传入的ConnectionString，实现IDistributedCache的Get、Set、Refresh、Remove四个核心的方法，我相信这难不倒你，而它也就是干了这么多事情，只不过它的实现有点巧妙。

通过LUA脚本和HSET数据结构实现，HashKey是我们传入的InstanceName+key,做了一层包装。

源码中还有需要注意的就是，我们要保证Redis连接对象IConnectionMultiplexer的单例，不能重复创建多个实例，这个想必在RedisHelper中也是要保证的，而且是通过lock来实现的。

然而微软不是那么用的，玩了个花样，注意下面的_connectionLock.Wait();：

private readonly SemaphoreSlim _connectionLock = new SemaphoreSlim(initialCount: 1, maxCount: 1);

[MemberNotNull(nameof(_cache), nameof(_connection))]
private void Connect()
{
    CheckDisposed();
    if (_cache != null)
    {
        Debug.Assert(_connection != null);
        return;
    }

    _connectionLock.Wait();
    try
    {
        if (_cache == null)
        {
            if (_options.ConnectionMultiplexerFactory == null)
            {
                if (_options.ConfigurationOptions is not null)
                {
                    _connection = ConnectionMultiplexer.Connect(_options.ConfigurationOptions);
                }
                else
                {
                    _connection = ConnectionMultiplexer.Connect(_options.Configuration);
                }
            }
            else
            {
                _connection = _options.ConnectionMultiplexerFactory().GetAwaiter().GetResult();
            }

            PrepareConnection();
            _cache = _connection.GetDatabase();
        }
    }
    finally
    {
        _connectionLock.Release();
    }

    Debug.Assert(_connection != null);
}

通过SemaphoreSlim限制同一时间只能有一个线程能访问_connectionLock.Wait();后面的代码。

学到装逼技巧+1

思考

IDistributedCache只有四个操作：Get、Set、Refresh、Remove，我们表示很希望跟着官方走，但这个接口过于简单，不能满足我的其他需求咋办？
比如我们需要调用 StackExchange.Redis封装的LockTake,LockRelease来实现分布式锁的功能，那该怎么通过注入IDistributedCache调用？
我们可以理解官方上面是给我们做了示范，我们完全可以自己定义一个接口，比如：

public interface IDistributedCachePlus : IDistributedCache
{
    bool LockRelease(string key, byte[] value);

    bool LockTake(string key, byte[] value, TimeSpan expiry);
}

继承IDistributedCache，对其接口进行增强，然后自己实现实现AddStackExchangeRedisCache的逻辑，我们不用官方给的实现，但是我们山寨官方的思路，实现任意标准的接口，满足我们业务。

services.Add(ServiceDescriptor.Singleton<IDistributedCachePlus, RedisCachePlus>());

在需要使用缓存的地方通过构造函数注入IDistributedCachePlus。

总结

官方提供的IDistributedCache标准及其实现类库，能方便的实现我们对缓存的简单的需求，通过遵循官方的建议，我们干掉了RedisHelper，优雅的实现了分布式Redis缓存的使用，你觉得这样做是不是很优雅呢？