当我达到大小限制时，为什么我需要在大小受限的 MemoryCache 上调用两次 Set ？

Question

我们即将使用 ASP.NET Core 的内置内存缓存解决方案来缓存外部系统响应。（我们可能会从内存中转移到IDistributedCache以后。）
我们想使用Mircosoft.Extensions.Caching.Memory的，IMemoryCache正如MSDN 建议的那样。

我们需要限制缓存的大小，因为默认情况下它是无界的。
因此，在将它集成到我们的项目中之前，我创建了以下 POC 应用程序来使用它。

我的自定义 MemoryCache 以指定大小限制

public interface IThrottledCache
{
    IMemoryCache Cache { get; }
}

public class ThrottledCache: IThrottledCache
{
    private readonly MemoryCache cache;

    public ThrottledCache()
    {
        cache = new MemoryCache(new MemoryCacheOptions
        {
            SizeLimit = 2
        });
    }

    public IMemoryCache Cache => cache;
}

将此实现注册为单例

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddControllers();
    services.AddSingleton<IThrottledCache>(new ThrottledCache());
}

我已经创建了一个非常简单的控制器来使用这个缓存。

用于玩 MemoryCache 的沙盒控制器

[Route("api/[controller]")]
[ApiController]
public class MemoryController : ControllerBase
{
    private readonly IMemoryCache cache;
    public MemoryController(IThrottledCache cacheSource)
    {
        this.cache = cacheSource.Cache;
    }

    [HttpGet("{id}")]
    public IActionResult Get(string id)
    {
        if (cache.TryGetValue(id, out var cachedEntry))
        {
            return Ok(cachedEntry);
        }
        else
        {
            var options = new MemoryCacheEntryOptions { Size = 1, SlidingExpiration = TimeSpan.FromMinutes(1) };
            cache.Set(id, $"{id} - cached", options);
            return Ok(id);
        }
    }
}

如您所见，我的/api/memory/{id}端点可以在两种模式下工作：

• 从缓存中检索数据
• 将数据存入缓存

---

我观察到以下奇怪的行为：

1. GET /api/memory/first
   1.1) 返回first
   1.2) 缓存条目：first
2. GET /api/memory/first
   2.1) 返回first - cached
   2.2) 缓存条目：first
3. GET /api/memory/second
   3.1) 返回second
   3.2) 缓存条目：first,second
4. GET /api/memory/second
   4.1) 返回second - cached
   4.2) 缓存条目：first,second
5. GET /api/memory/third
   5.1) 返回third
   5.2) 缓存条目：first,second
6. GET /api/memory/third
   6.1) 返回third
   6.2) 缓存条目：second,third
7. GET /api/memory/third
   7.1) 返回third - cached
   7.2) 缓存条目：second,third

正如您在第 5 个端点调用中看到的那样，我达到了限制。所以我的期望如下：

• 缓存逐出策略删除first最旧的条目
• 缓存存储third为最新的

但是这种期望的行为只发生在第 6 次调用时。

所以，我的问题是，Set当达到大小限制时，为什么我必须调用两次才能将新数据放入 MemoryCache？

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编辑：也添加时序相关信息

在测试过程中，整个请求流/链花费了大约 15 秒或更短的时间。

即使我将其更改SlidingExpiration为 1 小时，行为仍然完全相同。

Answer 1

我在Microsoft.Extensions.Caching.Memory 中下载、构建和调试单元测试；似乎没有真正涵盖这种情况的测试。

原因是：一旦您尝试添加一个会使缓存超出容量的项目，MemoryCache 就会在后台触发压缩。这将驱逐最旧的 (MRU) 缓存条目，直到出现一定差异。在这种情况下，它会尝试删除总大小为 1 的缓存项，在您的情况下是“第一个”，因为它是最后访问的。

但是，由于这个紧凑循环在后台运行，并且SetEntry()方法中的代码已经在完整缓存的代码路径上，因此它会继续而不将项目添加到缓存中。

下次它尝试时，它成功了。

复述：

class Program
{
    private static MemoryCache _cache;
    private static MemoryCacheEntryOptions _options;

    static void Main(string[] args)
    {
        _cache = new MemoryCache(new MemoryCacheOptions
        {
            SizeLimit = 2
        });

        _options = new MemoryCacheEntryOptions
        {
            Size = 1
        };
        _options.PostEvictionCallbacks.Add(new PostEvictionCallbackRegistration
        {
            EvictionCallback = (key, value, reason, state) =>
            {
                if (reason == EvictionReason.Capacity)
                {
                    Console.WriteLine($"Evicting '{key}' for capacity");
                }
            }
        });
        
        Console.WriteLine(TestCache("first"));
        Console.WriteLine(TestCache("second"));
        Console.WriteLine(TestCache("third")); // starts compaction

        Thread.Sleep(1000);

        Console.WriteLine(TestCache("third"));
        Console.WriteLine(TestCache("third")); // now from cache
    }

    private static object TestCache(string id)
    {
        if (_cache.TryGetValue(id, out var cachedEntry))
        {
            return cachedEntry;
        }

        _cache.Set(id, $"{id} - cached", _options);
        return id;
    }
}