diff --git a/README.md b/README.md
index e6f5d35..ce0a790 100644
--- a/README.md
+++ b/README.md
@@ -56,3 +56,6 @@
   - 新增备用接口机制：当 mShots 返回无效图片（如生成中 GIF）或失败时，自动降级尝试使用 `thum.io` 获取截图，确保高可用性。
   - 性能优化：将关键路径上的同步文件 I/O (readFileSync/writeFileSync) 替换为异步操作 (fs.promises)，防止高并发下 Event Loop 阻塞导致服务无响应。
   - 用户体验优化：当在浏览器中直接访问 API (Accept: text/html) 时，返回一个带有加载动画的 HTML 页面，解决等待过程中的白屏问题。
+  - 并发健壮性提升：
+    - 实现 **请求合并 (Request Coalescing)**：当多个客户端同时请求同一个未缓存的 URL 时，复用同一个回源请求，避免瞬间高并发流量击穿上游 (Thundering Herd)。
+    - 实现 **原子化缓存写入 (Atomic Write)**：使用“写临时文件 + 重命名”策略，确保缓存文件在写入过程中不会被读取到不完整的数据，彻底解决并发读写导致的文件损坏问题。
diff --git a/server.js b/server.js
index 8dd02d8..9a27097 100644
--- a/server.js
+++ b/server.js
@@ -15,6 +15,9 @@ const CACHE_DIR = path.join(process.cwd(), 'cache');
 
 fs.mkdirSync(CACHE_DIR, { recursive: true });
 
+// 请求合并 Map (Deduplication)
+const pendingRequests = new Map();
+
 /**
  * 计算 SHA1 哈希
  * @param {string} input 
@@ -172,7 +175,93 @@ async function fetchFallbackWithRetry(targetUrl) {
 }
 
 /**
- * 核心处理逻辑：检查缓存 -> 回源 -> (失败则) 备用接口 -> 写入缓存 -> 返回响应
+ * 执行回源、备用请求并写入缓存
+ * @param {string} upstreamUrl 
+ * @param {string} targetUrl 
+ * @param {string} key 
+ * @returns {Promise<{data: Buffer, contentType: string, status: number}>}
+ */
+async function fetchAndCache(upstreamUrl, targetUrl, key) {
+  const { data: dataPath, meta: metaPath } = getCachePaths(key);
+
+  // 1. 回源请求
+  let finalResp;
+  let isFallback = false;
+
+  try {
+    const resp = await fetchUpstreamWithRetry(upstreamUrl);
+    finalResp = resp;
+
+    // 2. 检查响应是否有效
+    if (!isValidImageResponse(resp.status, resp.headers, resp.data)) {
+       console.log(`[upstream-invalid] url=${upstreamUrl} status=${resp.status} len=${resp.data.byteLength}, trying fallback...`);
+       const fallbackResp = await fetchFallbackWithRetry(targetUrl);
+       
+       if (fallbackResp && isValidImageResponse(fallbackResp.status, fallbackResp.headers, fallbackResp.data)) {
+         console.log(`[fallback-success] url=${targetUrl}`);
+         finalResp = fallbackResp;
+         isFallback = true;
+       } else {
+         console.log(`[fallback-failed] url=${targetUrl}, returning original response`);
+       }
+    }
+  } catch (err) {
+     console.error(`[upstream-failed] url=${upstreamUrl} err=${err.message}`);
+     // 如果回源彻底失败，抛出错误，以便上层处理（如兜底读取旧缓存）
+     throw err;
+  }
+
+  // 3. 仅缓存有效图片
+  if (isValidImageResponse(finalResp.status, finalResp.headers, finalResp.data)) {
+    const contentType = finalResp.headers['content-type'] || 'image/jpeg';
+    const meta = {
+      url: isFallback ? `fallback:${targetUrl}` : upstreamUrl,
+      contentType,
+      size: finalResp.data.byteLength,
+      createdAt: new Date().toISOString(),
+      source: isFallback ? 'thum.io' : 'mshots'
+    };
+
+    // 原子化写入：先写临时文件，再重命名
+    const tempSuffix = `.${Date.now()}-${Math.random().toString(36).slice(2)}.tmp`;
+    const tempDataPath = dataPath + tempSuffix;
+    const tempMetaPath = metaPath + tempSuffix;
+
+    try {
+      await fsPromises.writeFile(tempDataPath, finalResp.data);
+      await fsPromises.writeFile(tempMetaPath, JSON.stringify(meta));
+      
+      // 重命名 (原子操作)
+      await fsPromises.rename(tempDataPath, dataPath);
+      await fsPromises.rename(tempMetaPath, metaPath);
+    } catch (e) {
+      console.error(`[cache-write-error] ${e.message}`);
+      // 尝试清理临时文件
+      try { await fsPromises.unlink(tempDataPath); } catch (_) {}
+      try { await fsPromises.unlink(tempMetaPath); } catch (_) {}
+    }
+    
+    return {
+        status: 200,
+        headers: finalResp.headers,
+        data: finalResp.data,
+        contentType,
+        isFallback
+    };
+  }
+
+  // 无效响应，直接返回
+  return {
+      status: finalResp.status,
+      headers: finalResp.headers,
+      data: finalResp.data,
+      contentType: finalResp.headers['content-type'],
+      isFallback
+  };
+}
+
+/**
+ * 核心处理逻辑：检查缓存 -> (合并请求) -> 回源 -> (失败则) 备用接口 -> 写入缓存 -> 返回响应
  * @param {object} res 
  * @param {string} upstreamUrl 
  * @param {string} targetUrl
@@ -193,7 +282,6 @@ async function handleProxyRequest(res, upstreamUrl, targetUrl) {
       meta = JSON.parse(metaRaw);
     } catch (e) {
       console.warn(`[cache-warn] meta corrupted for ${upstreamUrl}`);
-      // meta 损坏，视为无缓存，继续回源
     }
 
     if (meta) {
@@ -212,7 +300,6 @@ async function handleProxyRequest(res, upstreamUrl, targetUrl) {
            res.set('X-Source', 'mshots-cache');
         }
         
-        // 流式返回
         const stream = fs.createReadStream(dataPath);
         stream.pipe(res);
         return;
@@ -221,81 +308,40 @@ async function handleProxyRequest(res, upstreamUrl, targetUrl) {
       }
     }
   } catch (err) {
-    // 文件不存在或其他错误，忽略，继续回源
+    // 缓存未命中
   }
 
+  // 2. 回源请求 (带请求合并/去重)
   try {
-    // 2. 回源请求
-    const resp = await fetchUpstreamWithRetry(upstreamUrl);
+    let resultPromise;
 
-    // 3. 检查响应是否有效
-    let finalResp = resp;
-    let isFallback = false;
-
-    if (!isValidImageResponse(resp.status, resp.headers, resp.data)) {
-       console.log(`[upstream-invalid] url=${upstreamUrl} status=${resp.status} len=${resp.data.byteLength}, trying fallback...`);
-       const fallbackResp = await fetchFallbackWithRetry(targetUrl);
-       
-       if (fallbackResp && isValidImageResponse(fallbackResp.status, fallbackResp.headers, fallbackResp.data)) {
-         console.log(`[fallback-success] url=${targetUrl}`);
-         finalResp = fallbackResp;
-         isFallback = true;
-       } else {
-         console.log(`[fallback-failed] url=${targetUrl}, returning original response`);
-       }
-    }
-
-    // 4. 仅缓存有效图片 (无论是回源还是备用)
-    if (isValidImageResponse(finalResp.status, finalResp.headers, finalResp.data)) {
-      const contentType = finalResp.headers['content-type'] || 'image/jpeg';
-      const meta = {
-        url: isFallback ? `fallback:${targetUrl}` : upstreamUrl,
-        contentType,
-        size: finalResp.data.byteLength,
-        createdAt: new Date().toISOString(),
-        source: isFallback ? 'thum.io' : 'mshots'
-      };
-      try {
-        await fsPromises.writeFile(dataPath, finalResp.data);
-        await fsPromises.writeFile(metaPath, JSON.stringify(meta));
-      } catch (e) {
-        // 写盘失败也继续返回
-      }
-      res.type(contentType);
-      res.set('Cache-Control', 'public, max-age=315360000, immutable');
-      if (isFallback) {
-         res.set('X-Source', 'fallback-thum.io');
-      }
-      return res.send(finalResp.data);
-    }
-
-    // 5. 非图片或非200：兜底策略
-    // 若本地已有有效缓存（可能是旧的但有效），优先返回缓存
-    try {
-      await fsPromises.access(dataPath);
-      await fsPromises.access(metaPath);
-      
-      const metaRaw = await fsPromises.readFile(metaPath, 'utf8');
-      const meta = JSON.parse(metaRaw);
-      if (meta.contentType && meta.contentType.toLowerCase().startsWith('image/')) {
-        res.set('Cache-Control', 'public, max-age=315360000, immutable');
-        res.type(meta.contentType);
-        const stream = fs.createReadStream(dataPath);
-        stream.on('error', () => {
-            if (!res.headersSent) res.status(500).send('Cache read error');
+    if (pendingRequests.has(key)) {
+        console.log(`[coalesce-hit] joining pending request for ${upstreamUrl}`);
+        resultPromise = pendingRequests.get(key);
+    } else {
+        resultPromise = fetchAndCache(upstreamUrl, targetUrl, key);
+        pendingRequests.set(key, resultPromise);
+        
+        // 无论成功失败，结束后移除 map
+        resultPromise.finally(() => {
+            pendingRequests.delete(key);
         });
-        return stream.pipe(res);
-      }
-    } catch (_) {}
+    }
 
-    // 否则透传上游响应
-    res.status(resp.status);
-    if (resp.headers['content-type']) res.type(resp.headers['content-type']);
-    return res.send(resp.data);
+    const result = await resultPromise;
+
+    // 返回结果
+    res.status(result.status);
+    if (result.contentType) res.type(result.contentType);
+    res.set('Cache-Control', 'public, max-age=315360000, immutable');
+    if (result.isFallback) {
+        res.set('X-Source', 'fallback-thum.io');
+    }
+    return res.send(result.data);
 
   } catch (err) {
-    // 5. 回源彻底失败
-    // 若本地有缓存可兜底
+    // 3. 回源彻底失败
+    // 若本地有缓存可兜底 (即使过期)
     try {
       await fsPromises.access(dataPath);
       await fsPromises.access(metaPath);
@@ -303,17 +349,19 @@ async function handleProxyRequest(res, upstreamUrl, targetUrl) {
       const metaRaw = await fsPromises.readFile(metaPath, 'utf8');
       const meta = JSON.parse(metaRaw);
       if (meta.contentType && meta.contentType.toLowerCase().startsWith('image/')) {
+        console.log(`[fallback-cache] using stale cache for ${upstreamUrl}`);
         res.set('Cache-Control', 'public, max-age=315360000, immutable');
         res.type(meta.contentType);
         const stream = fs.createReadStream(dataPath);
-        stream.on('error', () => {
-            if (!res.headersSent) res.status(500).send('Cache read error');
-        });
-        return stream.pipe(res);
+        stream.pipe(res);
+        return;
       }
     } catch (_) {}
-    console.error(`[upstream-failed] url=${upstreamUrl} err=${err.message}`);
-    return res.status(502).type('text/plain').send('Upstream error');
+
+    console.error(`[upstream-failed-final] url=${upstreamUrl} err=${err.message}`);
+    if (!res.headersSent) {
+        return res.status(502).type('text/plain').send('Upstream error');
+    }
   }
 }