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Redis + ABP vNext 构建分布式高可用缓存架构

news 来源：原创 2025/6/20 2:43:34

🚀 Redis + ABP vNext 构建分布式高可用缓存架构

🔧 环境准备

  • 开发环境

    • .NET 8.0 SDK
    • Visual Studio 2022 / VS Code
    • Docker & Docker Compose

  • NuGet 包

    • Volo.Abp.Caching.StackExchangeRedis v8.1.5
    • Volo.Abp.DistributedLocking.StackExchangeRedis v8.1.5
    • Volo.Abp.EventBus.Distributed.Redis v8.1.5
    • Polly v7.2.3

  • Global using

    using System;
using System.Threading.Tasks;
using Microsoft.Extensions.Caching.Distributed;
using Microsoft.Extensions.Caching.Memory;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.Extensions.Logging;
using Polly;
using StackExchange.Redis;
using Volo.Abp;
using Volo.Abp.Caching;
using Volo.Abp.Caching.StackExchangeRedis;
using Volo.Abp.DistributedLocking;
using Volo.Abp.DistributedLocking.StackExchangeRedis;
using Volo.Abp.EventBus.Distributed;
using Volo.Abp.EventBus.Distributed.Redis;

项目结构示例

src/
├─ MyApp/
│  ├─ MyAppModule.cs
│  ├─ Program.cs
│  └─ Services/
│     └─ ProductService.cs
└─ test/└─ MyApp.Tests/└─ CacheTests.cs

📚 目录

  • 🚀 Redis + ABP vNext 构建分布式高可用缓存架构
    • 🔧 环境准备
    • 1️⃣ 背景与需求 🎯
    • 2️⃣ 架构设计：ABP vNext + Redis 分布式缓存
    • 3️⃣ 搭建 Redis 集群（Sentinel & Cluster）
      • 🔹 Sentinel HA 示例（docker-compose.yml）
      • 🔹 Cluster 分片示例
    • 4️⃣ Program.cs 最小示例
      • 🚀 启动流程示意图
    • 5️⃣ ABP vNext 分布式部署与配置 🛠️
      • 1. 模块依赖与预配置
      • 2. 服务注册
    • 6️⃣ 缓存设计与二级缓存策略 🔑
      • 🔄 服务缓存调用流程
      • 缓存 Key 常量
      • GetOrAddAsync + 空值占位
    • 7️⃣ 分布式锁与缓存击穿保护 🔒
      • 🔒 分布式锁获取流程
    • 8️⃣ 缓存失效同步：Redis Pub/Sub / 分布式事件总线 📣
      • 事件定义
      • 发布 & 处理
    • 9️⃣ 性能调优与监控 📈
      • OpenTelemetry + Grafana
    • 🔟 单元测试示例 🧪

1️⃣ 背景与需求 🎯

分布式微服务场景下，缓存可显著提升性能和降低数据库压力，但需解决：

  • 🔄 多节点更新 导致数据不一致
  • 💥 热点缓存失效 引发击穿
  • 🔄 节点扩缩容 后本地缓存未命中

量化场景：

  • QPS：10,000 req/s
  • 读写比：95% 读 / 5% 写
  • 缓存命中率目标：>95%

需求：构建 高可用、高性能、可复现 的缓存系统。

2️⃣ 架构设计：ABP vNext + Redis 分布式缓存
ABP Node1
Redis
ABP Node2
Pub/Sub / EventBus
  • 🗝️ Redis 统一缓存源
  • 📣 Pub/Sub / 分布式事件广播失效
  • 🔁 本地 IMemoryCache + 分布式 IDistributedCache 二级缓存

3️⃣ 搭建 Redis 集群（Sentinel & Cluster）

🔹 Sentinel HA 示例（docker-compose.yml）

version: '3'
services:redis-master:image: redis:6.2volumes:- ./redis-master.conf:/usr/local/etc/redis/redis.confcommand: redis-server /usr/local/etc/redis/redis.confports: ["6379:6379"]redis-slave:image: redis:6.2command: redis-server --slaveof redis-master 6379ports: ["6380:6379"]sentinel-1:image: redis:6.2command: redis-sentinel /usr/local/etc/redis/sentinel.confports: ["26379:26379"]
# 同理配置 sentinel-2、sentinel-3 …

sentinel.conf:

sentinel monitor mymaster redis-master 6379 2
sentinel auth-pass mymaster <password>

🔹 Cluster 分片示例

version: '3'
services:redis-node-1:image: bitnami/redis-cluster:6environment:- REDIS_PASSWORD=yourpasswordports: ["7000:7000","7001:7001"]# 至少 6 个节点...

集群创建:

docker exec -it <container> \redis-cli --cluster create \127.0.0.1:7000 127.0.0.1:7001 ... \--cluster-replicas 1 --cluster-yes

4️⃣ Program.cs 最小示例

🚀 启动流程示意图
启动 ASP.NET Core
AddApplication
Build & InitializeApplication
Run 服务 
var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);
builder.Services.AddApplication<MyAppModule>();var app = builder.Build();
app.InitializeApplication();
app.Run();

5️⃣ ABP vNext 分布式部署与配置 🛠️

1. 模块依赖与预配置

[DependsOn(typeof(AbpCachingStackExchangeRedisModule),typeof(AbpDistributedLockingStackExchangeRedisModule),typeof(AbpEventBusDistributedRedisModule)
)]
public class MyAppModule : AbpModule
{public override void PreConfigureServices(ServiceConfigurationContext ctx){PreConfigure<AbpDistributedCacheOptions>(o => o.KeyPrefix = "MyApp:");PreConfigure<AbpDistributedEventBusOptions>(o =>{o.IsEnabled = true;o.BusConfigurationOptions = ConfigurationOptions.Parse(ctx.Services.GetConfiguration()["Redis:Configuration"]);});}
}

2. 服务注册

public override void ConfigureServices(ServiceConfigurationContext ctx)
{var config = ctx.Services.GetConfiguration();ctx.Services.AddStackExchangeRedisCache(opts =>{opts.Configuration = config["Redis:Configuration"];opts.InstanceName  = config["Redis:InstanceName"];});ctx.Services.AddAbpDistributedLocking(o =>o.UseRedis(config["Redis:Configuration"]));ctx.Services.AddAbpDistributedEventBusRedis();ctx.Services.AddMemoryCache();
}

6️⃣ 缓存设计与二级缓存策略 🔑

🔄 服务缓存调用流程
是
否
Client 请求 GetProductAsync
IMemoryCache 有值?
直接返回本地缓存
调用 IDistributedCache.GetOrAddAsync
到数据库查询
设置分布式缓存
写入本地缓存
返回结果

缓存 Key 常量

public static class CacheKeyConsts
{public const string Product = "product:";
}

GetOrAddAsync + 空值占位

public async Task<ProductDto> GetProductAsync(Guid id)
{var key = CacheKeyConsts.Product + id;var dto = await _distributedCache.GetOrAddAsync(key,async () =>{var r = await _repository.FindAsync(id);if (r == null){await _distributedCache.SetAsync(key, NullObject.Value,new DistributedCacheEntryOptions{ AbsoluteExpirationRelativeToNow = TimeSpan.FromSeconds(30) });return NullObject.Value;}return r;},opts => opts.SetAbsoluteExpiration(TimeSpan.FromMinutes(5)));_memoryCache.Set(key, dto, TimeSpan.FromSeconds(30));return dto;
}

7️⃣ 分布式锁与缓存击穿保护 🔒

🔒 分布式锁获取流程
成功
失败
调用 GetWithLockAsync
TryAcquireAsync 请求锁
执行业务逻辑 & 更新缓存
降级：直接数据库查询
释放锁
结束流程 
public class ProductService
{private readonly IDistributedLockProvider _lock;private readonly IDistributedCache _cache;private readonly IRepository<Product, Guid> _repo;private readonly ILogger<ProductService> _logger;public ProductService(IDistributedLockProvider lockProvider,IDistributedCache cache,IRepository<Product, Guid> repo,ILogger<ProductService> logger){_lock   = lockProvider;_cache  = cache;_repo   = repo;_logger = logger;}public async Task<ProductDto> GetWithLockAsync(Guid id){var key = CacheKeyConsts.Product + id;using var scope = _logger.BeginScope("Lock:{Key}", key);await using var handle = await _lock.TryAcquireAsync("lock:" + key,TimeSpan.FromSeconds(3),TimeSpan.FromSeconds(5));if (handle == null){_logger.LogWarning("Lock failed for {Key}", key);return await _repo.FindAsync(id);}var result = await _repo.FindAsync(id);await Policy.Handle<RedisException>().RetryAsync(3).ExecuteAsync(() => _cache.SetAsync(key, result));return result;}
}

8️⃣ 缓存失效同步：Redis Pub/Sub / 分布式事件总线 📣

事件定义

public class CacheInvalidatedEvent : EventData
{public string Key { get; }public Guid Id { get; }public CacheInvalidatedEvent(string key, Guid id) { Key = key; Id = id; }
}

发布 & 处理

await _distributedEventBus.PublishAsync(new CacheInvalidatedEvent(CacheKeyConsts.Product, productId));public class CacheInvalidatedHandler : IDistributedEventHandler<CacheInvalidatedEvent>
{private readonly IDistributedCache _cache;public CacheInvalidatedHandler(IDistributedCache cache) => _cache = cache;public async Task HandleEventAsync(CacheInvalidatedEvent e){await _cache.RemoveAsync(e.Key + ":" + e.Id);}
}

ctx.Services.AddTransient<IDistributedEventHandler<CacheInvalidatedEvent>,CacheInvalidatedHandler>();

9️⃣ 性能调优与监控 📈

OpenTelemetry + Grafana

services.AddOpenTelemetry().WithTracing(b => b.AddAspNetCoreInstrumentation().AddRedisInstrumentation().AddConsoleExporter());

{"panels":[{"title":"Redis RTT","type":"graph","targets":[{"expr":"redis_command_duration_seconds_bucket"}]}]
}

埋点：缓存命中/未命中、锁竞争次数、异常重试日志。

🔟 单元测试示例 🧪

public class CacheTests : AbpIntegratedTest<MyAppModule>
{[Fact]public async Task Should_Remove_Cache_On_Invalidate_Event(){var bus   = ServiceProvider.GetRequiredService<IDistributedEventBus>();var cache = ServiceProvider.GetRequiredService<IDistributedCache>();var id    = Guid.NewGuid();var key   = CacheKeyConsts.Product + id;await cache.SetAsync(key, new ProductDto { Id = id });await bus.PublishAsync(new CacheInvalidatedEvent(CacheKeyConsts.Product, id));var val = await cache.GetAsync<ProductDto>(key);Assert.Null(val);}
}

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编程日记 2025/5/26 6:16:21

BUFDS_GTE2，IBUFDS，BUFG缓冲的区别

1、IBUFDS_GTE2 这是 Xilinx FPGA 中专门为 高速收发器&#xff08;SerDes/GTX/GTH/GTY&#xff09;参考时钟设计的差分输入缓冲器。 主要功能是将外部的差分时钟信号&#xff08;如LVDS、LVPECL等&#xff09;转换为FPGA内部的单端时钟信号&#xff0c;并保证信号的完整性和高…...

编程日记 2025/5/28 1:51:49

FPGA： XILINX Kintex 7系列器件的架构

本文将详细介绍Kintex-7系列FPGA器件的架构。以下内容将涵盖Kintex-7的核心架构特性、主要组成部分以及关键技术&#xff0c;尽量全面且结构化&#xff0c;同时用简洁的语言确保清晰易懂。 Kintex-7系列FPGA架构概述 Kintex-7是Xilinx 7系列FPGA中的中高端产品线&#xff0c;基…...

编程日记 2025/6/3 18:18:40

c/c++的opencv的图像预处理讲解

OpenCV 图像预处理核心技术详解 (C/C) 图像预处理是计算机视觉任务中至关重要的一步。原始图像往往受到噪声、光照不均、尺寸不一等多种因素的影响&#xff0c;直接用于后续分析&#xff08;如特征提取、目标检测、机器学习模型训练等&#xff09;可能会导致性能下降或结果不准…...

编程日记 2025/5/30 18:37:02

索恩格汽车SEG Automotive EDI 需求分析

SEG Automotive&#xff08;索恩格汽车&#xff09;是一家全球领先的汽车电气化系统供应商&#xff0c;专注于为传统内燃机和新能源车辆提供高效、可持续的动力解决方案。 EDI 在汽车行业的重要性 在汽车制造行业&#xff0c;高效的供应链是精益生产的核心。精益生产强调“按…...

编程日记 2025/6/1 10:22:44

【简单模拟实现list】

在C标准模板库&#xff08;STL&#xff09;中&#xff0c;list是一个非常强大的容器&#xff0c;它基于双向链表实现&#xff0c;支持高效的插入和删除操作。虽然我们可以直接使用STL中的list&#xff0c;但通过自己模拟实现一个list&#xff0c;可以更好地理解其背后的原理和数…...

编程日记 2025/6/1 15:50:03

深入解析ZAB协议：ZooKeeper的分布式一致性核心

引言 在分布式系统中&#xff0c;如何高效、可靠地实现多节点间的数据一致性是核心挑战之一。ZAB协议&#xff08;ZooKeeper Atomic Broadcast&#xff09;作为 ZooKeeper的核心算法&#xff0c;被广泛应用于分布式协调服务&#xff08;如Kafka、HBase、Dubbo等&#xff09;。…...

编程日记 2025/5/29 11:43:56

交叉熵损失函数，KL散度， Focal loss

交叉熵损失函数&#xff08;Cross-Entropy Loss&#xff09; 交叉熵损失函数&#xff0c;涉及两个概念&#xff0c;一个是损失函数&#xff0c;一个是交叉熵。 首先&#xff0c;对于损失函数。在机器学习中&#xff0c;损失函数就是用来衡量我们模型的预测结果与真实结果之间…...

编程日记 2025/5/27 7:50:35

k8s部署实战-springboot应用部署

在 Kubernetes 上部署 SpringBoot 应用实战指南 前言 本文将详细介绍如何将一个 SpringBoot 应用部署到 Kubernetes 集群中，包括制作镜像、编写部署文件、创建服务等完整步骤。 准备工作 1. 示例 SpringBoot 应用 假设我们有一个简单的 SpringBoot 应用，提供 REST API 服…...

编程日记 2025/5/27 8:30:38