stock/backend/app/cache.py

"""Redis 读缓存（可选基础设施）。

- REDIS_URL 留空、连接失败或超时：所有操作静默退化为「无缓存」，接口照常直查数据库，
  且本进程内禁用重试（避免每个请求都陪跑一次连接超时）。
- 失效策略：TTL 自然过期 + 版本号（INCR）作废。自选股增删等写操作只 INCR 版本 key，
  旧缓存 key 里带着旧版本号，无需 SCAN 批量删除。
- 只缓存「读多写少、可容忍短暂陈旧」的聚合数据（股票列表、筛选项等）；
  K线/回测等口径敏感数据不走这里。
- Redis 之前还有一层进程内本地缓存（local_get/local_set，0 RTT）：只存已序列化好的
  JSON 字符串，命中后接口直接 Response(content=raw) 原样返回，跳过 json.loads +
  pydantic 校验/序列化（大响应这两步合计可达数百 ms）。本地 TTL 恒 ≤ Redis TTL，
  多进程部署时本地条目最多比 Redis 多陈旧 120s；版本号 bump 在同进程立即生效。
"""
from __future__ import annotations

import hashlib
import json
import time
from typing import Any

import redis.asyncio as aioredis

from .config import settings

_pool: aioredis.ConnectionPool | None = None
_disabled = False  # 一次失败后本进程禁用（Redis 属加速件，坏了不能拖慢接口）


def _client() -> aioredis.Redis | None:
    global _pool, _disabled
    if not settings.redis_url or _disabled:
        return None
    if _pool is None:
        _pool = aioredis.ConnectionPool.from_url(
            settings.redis_url,
            decode_responses=True,
            socket_connect_timeout=1.0,
            socket_timeout=1.0,
            health_check_interval=60,
            max_connections=32,
        )
    return aioredis.Redis(connection_pool=_pool)


def _bail() -> None:
    global _disabled
    _disabled = True


def digest(*parts: Any) -> str:
    """参数指纹（拼接后 md5，仅用于拼缓存 key，非安全用途）"""
    raw = "\x1f".join(repr(p) for p in parts)
    return hashlib.md5(raw.encode()).hexdigest()  # noqa: S324


# --- 进程内本地缓存层（Redis 之前，0 RTT）-----------------------------------
# asyncio 单线程，dict 读写无锁安全；按插入序淘汰近似 LRU（命中不续期，足够用）。
_LOCAL_MAX_BYTES = 64 * 1024 * 1024  # 总字节预算（preview 响应 ~250KB，留足 1y 大窗口）
_LOCAL_MAX_ENTRIES = 128
_local_store: dict[str, tuple[float, str]] = {}  # key -> (expires_monotonic, raw_json)
_local_bytes = 0


def local_get(key: str) -> str | None:
    """命中返回已序列化的 JSON 字符串（调用方直接 Response 原样返回）。"""
    global _local_bytes
    ent = _local_store.get(key)
    if ent is None:
        return None
    expires, raw = ent
    if expires < time.monotonic():
        _local_store.pop(key, None)
        _local_bytes -= len(raw) + 64
        return None
    return raw


def local_set(key: str, raw: str, ttl: int) -> None:
    """ttl 为秒；调用方应传 min(本地默认, Redis TTL)，保证本地不比 Redis 活得久。"""
    global _local_bytes
    old = _local_store.pop(key, None)
    if old is not None:
        _local_bytes -= len(old[1])
    _local_store[key] = (time.monotonic() + max(1, min(ttl, 120)), raw)
    _local_bytes += len(raw) + 64  # 连同 dict/tuple 开销粗略计入
    while _local_store and (len(_local_store) > _LOCAL_MAX_ENTRIES or _local_bytes > _LOCAL_MAX_BYTES):
        _local_bytes -= len(_local_store.popitem(last=False)[1][1]) + 64


# --- 版本号本地缓存：热请求连 Redis GET ver:xx 都省掉 ------------------------
# 同进程 bump_version 立即刷新本地；其他进程 bump 后本地最多陈旧 _LOCAL_VERSION_TTL。
_LOCAL_VERSION_TTL = 60.0
_local_versions: dict[str, tuple[int, float]] = {}  # name -> (version, fetched_monotonic)


async def cache_get(key: str) -> Any | None:
    c = _client()
    if c is None:
        return None
    try:
        raw = await c.get(key)
        return json.loads(raw) if raw is not None else None
    except Exception:  # noqa: BLE001 —— 缓存层任何故障都不影响主流程
        _bail()
        return None


async def cache_set(key: str, value: Any, ttl: int) -> None:
    c = _client()
    if c is None:
        return
    try:
        # default=str：value 里混入 datetime/date 也不炸（炸了会触发 _bail 毒死整个缓存层）
        await c.set(key, json.dumps(value, ensure_ascii=False, default=str), ex=max(1, ttl))
    except Exception:  # noqa: BLE001
        _bail()


async def get_version(name: str) -> int:
    """读版本号（缺省 0）。版本号参与缓存 key：INCR 后旧 key 全部失效。
    先查本地（60s），热请求 0 RTT。"""
    ent = _local_versions.get(name)
    now = time.monotonic()
    if ent is not None and ent[1] > now:
        return ent[0]
    c = _client()
    if c is None:
        return 0
    try:
        v = await c.get(f"ver:{name}")
        val = int(v) if v is not None else 0
        _local_versions[name] = (val, now + _LOCAL_VERSION_TTL)
        return val
    except Exception:  # noqa: BLE001
        _bail()
        return 0


async def bump_version(name: str) -> None:
    c = _client()
    if c is None:
        return
    try:
        v = await c.incr(f"ver:{name}")
        # 同进程 bump 立即可见（夜同步跑在本进程时响应缓存零陈旧窗口）
        _local_versions[name] = (int(v), time.monotonic() + _LOCAL_VERSION_TTL)
    except Exception:  # noqa: BLE001
        _bail()


async def aclose() -> None:
    """进程退出时释放连接池（由 main.lifespan 调用）。"""
    global _pool
    if _pool is not None:
        try:
            await _pool.disconnect()
        except Exception:  # noqa: BLE001
            pass
        _pool = None