c# 如何实现异步的caching模式

MemoryCache.GetOrCreateAsync并非真异步，其底层为同步阻塞；应缓存Task并用SemaphoreSlim实现并发控制，避免缓存击穿，同时注意异常传播与过期策略。

为什么不能直接 await 一个 MemoryCache.GetOrCreateAsync

因为 MemoryCache 原生不提供真正的异步 API。它的 GetOrCreateAsync 方法只是同步执行缓存逻辑后返回 Task.FromResult，底层仍是阻塞式调用。如果你在回调里写了 await HttpClient.GetAsync(...)，整个缓存委托会阻塞线程，违背异步初衷。

用 SemaphoreSlim 控制并发，避免缓存击穿

多个请求同时发现缓存缺失时，应只让一个去加载数据，其余等待结果。直接用 lock 会阻塞线程，改用 SemaphoreSlim 实现异步等待：

private static readonly ConcurrentDictionary _semaphores = new();
private static readonly MemoryCache _cache = new(new MemoryCacheOptions());

public async Task GetOrLoadAsync(string key, Func> factory, TimeSpan? expiration = null)
{
    var cacheEntry = _cache.Get>(key);
    if (cacheEntry != null) return await cacheEntry;

    var semaphore = _semaphores.GetOrAdd(key, _ => new SemaphoreSlim(1, 1));
    try
    {
        await semaphore.WaitAsync();
        cacheEntry = _cache.Get>(key);
        if (cacheEntry != null) return await cacheEntry;

        var task = factory(default).AsTask(); // 或直接 factory(CancellationToken.None)
        _cache.Set(key, task, expiration ?? TimeSpan.FromMinutes(10));
        return await task;
    }
    finally
    {
        semaphore.Release();
        if (semaphore.CurrentCount == 0) _semaphores.TryRemove(key, out _);
    }
}

注意缓存项的生命周期和异常传播

Task 对象本身可被缓存，但需留意：如果工厂方法抛出异常，该异常会被包裹进 Task 并缓存——后续调用 await 会再次抛出。这通常不是期望行为：

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• 可在 factory 内部捕获异常，返回默认值或空结果
• 或使用 TryGet + Task.WhenAny 配合超时控制
• 避免把 Task 当作“值”缓存后又反复 await ——它不会重放，但异常状态会持续存在

替代方案：用 Lazy> 简化逻辑

若不需要过期策略，ConcurrentDictionary + Lazy> 更轻量：

private static readonly ConcurrentDictionary>> _lazyCache = new();

public Task GetOrLoadLazy(string key, Func> factory)
    => _lazyCache.GetOrAdd(key, _ => new Lazy>(factory)).Value;

它天然保证只执行一次工厂函数，且支持异步；缺点是无法主动过期或内存回收，适合短生命周期或低更新频率场景。