面试题：TypeScript 封装 RESTful API 客户端如何实现高效的缓存机制

设计思路

缓存策略：
- 缓存时间：可以为每个缓存项设置一个过期时间（TTL，Time To Live）。当缓存项被访问时，检查其是否过期，若过期则从缓存中移除。
- 缓存更新策略：常见策略有写后失效（Write - Through）、写前失效（Write - Behind Caching）和读写失效（Read - Write - Through）。写后失效即在数据更新后使相关缓存失效；写前失效是在更新数据前先失效缓存；读写失效则是读写操作都检查并更新缓存。在 RESTful API 客户端场景下，写后失效较为常用，因为简单直接，能保证数据一致性。
使用泛型：通过泛型可以使缓存机制适用于不同类型的 API 响应数据。定义缓存类或函数时，使用泛型参数表示缓存数据的类型，这样无论 API 返回的数据是简单对象、数组还是其他复杂类型，缓存机制都能适配。
高并发场景下缓存一致性：
- 使用互斥锁（如 JavaScript 中的 async/await 结合 Promise 实现）来防止多个并发请求同时更新或读取缓存。在读取缓存前，先获取锁，操作完成后释放锁。
- 采用分布式缓存（如 Redis），利用其原子操作特性，如 SETNX（Set if Not eXists）来保证在分布式环境下缓存的一致性。

核心 TypeScript 代码实现

class Cache<T> {
    private cache: Map<string, { value: T; expiration: number }> = new Map();
    private mutex: boolean = false;

    constructor(private ttl: number) {}

    async get(key: string): Promise<T | null> {
        while (this.mutex) {
            await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 100));
        }
        this.mutex = true;
        try {
            const cached = this.cache.get(key);
            if (cached && cached.expiration > Date.now()) {
                return cached.value;
            }
            return null;
        } finally {
            this.mutex = false;
        }
    }

    set(key: string, value: T) {
        const expiration = Date.now() + this.ttl;
        this.cache.set(key, { value, expiration });
    }

    invalidate(key: string) {
        this.cache.delete(key);
    }
}

// 使用示例
async function fetchData<T>(cache: Cache<T>, key: string, apiCall: () => Promise<T>): Promise<T> {
    let data = await cache.get(key);
    if (!data) {
        data = await apiCall();
        cache.set(key, data);
    }
    return data;
}

在上述代码中：

Cache 类封装了缓存逻辑，使用 Map 来存储缓存数据，每个缓存项包含数据值和过期时间。
get 方法使用互斥锁来处理高并发读取，确保同一时间只有一个请求能读取缓存。
set 方法设置缓存项，并根据 TTL 设置过期时间。
invalidate 方法用于使指定缓存项失效。
fetchData 函数展示了如何结合缓存机制进行 API 数据获取，先尝试从缓存读取，若缓存不存在则调用 API 获取数据并更新缓存。

面试题：TypeScript 封装 RESTful API 客户端如何实现高效的缓存机制

知识考点

面试题答案

设计思路

核心 TypeScript 代码实现