4. 缓存操作接口的设计：读取、写入、删除、清空、批量操作、原子操作接口定义与参数规范

4.1 边界与分层

缓存操作接口是缓存抽象层的核心契约，它定义了业务代码与缓存引擎之间的调用边界。接口层位于业务层之下、适配层之上，是信任链路上的第一个关键节点。

4.2 组件职责：六类核心操作

我们将缓存操作抽象为六类基础接口，每类接口承担明确的语义职责：

• 读取（Get）：根据key获取对应值，若不存在返回null/缺省值。参数必须包含key（字符串），可包含默认值、反序列化类型。
• 写入（Set）：将key-value存入缓存。参数包括key、value、过期时间（TTL）。写入策略（若已存在是否覆盖）由实现决定，接口默认覆盖。
• 删除（Delete）：删除指定key。返回是否删除成功（原子性保证）。
• 清空（Clear）：删除缓存中所有键值对。这是高危操作，应添加安全确认标识，并仅在测试/维护模式下暴露。
• 批量操作（BatchGet / BatchSet / BatchDelete）：一次调用操作多个key。参数为键值对集合。需考虑部分失败的回滚策略。
• 原子操作（CompareAndSwap / Increment / Append）：在单key上执行CAS、数值增减、字符串追加等操作，底层依赖引擎的事务或Lua脚本。参数中包含条件值、操作步长等。

4.3 参数规范与信任链路

每个接口必须包含以下层次化参数：

信任链路：调用方 → 接口层参数校验（格式、长度、必填检查） → 适配层安全上下文注入 → 引擎执行。接口层不信任任何调用方参数，必须做边界检查；适配层不信任接口层传递的上下文，需再次验证。

4.4 数据流与控制流（以原子操作为例）

以CAS操作为主，展示一次原子接口的数据流：

1. 业务层调用cas(key, oldValue, newValue, ttl)。
2. 接口层校验参数（key非空、oldValue大小不超过1MB）。
3. 适配层将操作转换为WATCH key + GET key + MULTI/EXEC（Redis）或Lua脚本。
4. 引擎执行原子性比较与替换。
5. 返回布尔值表示是否成功，失败原因（版本冲突/key不存在）在异常中体现。

控制流由调用方主导，接口层不主动启动重试；重试策略由调用方按业务场景决定。

4.5 选型权衡

4.6 风险点

• 批量操作部分失败：若引擎不支持部分回滚，需在接口定义中明确返回部分成功的结果集，由调用方自行补偿。
• 原子操作竞态条件：高并发下CAS可能频繁失败，导致调用方重试风暴。建议接口提供退避重试参数。
• 清空误开启：生产环境误调用Clear可能导致全缓存失效，接口必须强制鉴权并记录审计日志。
• 接口膨胀：过早引入过多原子操作（如AppendPrepend、IncrementByFloat）会增加适配难度。建议按领域需求按需扩展。

4.7 落地步骤

1. 定义接口契约：输出接口文档，包含每个方法的参数名、类型、是否可为null、默认值、约束条件。
2. 编写接口层骨架：使用Java/C#/Go等语言定义interface，方法签名严格对应文档。
3. 实现基础适配器：最快实现一个内存Map适配器，可用于单元测试和集成验证。
4. 测试批量与原子操作：编写专门的压力测试文件，验证批量操作在单key失败时的行为，原子操作在并发下的正确性。
5. 添加安全校验：在接口层实现参数校验中间件（如key长度、value序列化大小检查）。
6. 封闭Release：将接口层打包为独立JAR/模块，发布给业务组，声明接口版本v1.0。

4.8 验收标准