瞬间几千次的重复提交，我用 Spring Boot + Redis 扛住了！

Java精选 2022-08-09

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在实际的开发项目中，一个对外暴露的接口往往会面临，瞬间大量的重复的请求提交，如果想过滤掉重复请求造成对业务的伤害，那就需要实现幂等！

我们来解释一下幂等的概念：

任意多次执行所产生的影响均与一次执行的影响相同。按照这个含义，最终的含义就是 对数据库的影响只能是一次性的，不能重复处理。

如何保证其幂等性，通常有以下手段：

1、数据库建立唯一性索引，可以保证最终插入数据库的只有一条数据

2、token机制，每次接口请求前先获取一个token，然后再下次请求的时候在请求的header体中加上这个token，后台进行验证，如果验证通过删除token，下次请求再次判断token

3、悲观锁或者乐观锁，悲观锁可以保证每次for update的时候其他sql无法update数据(在数据库引擎是innodb的时候,select的条件必须是唯一索引,防止锁全表)

4、先查询后判断，首先通过查询数据库是否存在数据，如果存在证明已经请求过了，直接拒绝该请求，如果没有存在，就证明是第一次进来，直接放行。

redis实现自动幂等的原理图：

一、搭建redis的服务Api

1、首先是搭建redis服务器。

2、引入springboot中到的redis的stater，或者Spring封装的jedis也可以，后面主要用到的api就是它的set方法和exists方法,这里我们使用springboot的封装好的redisTemplate

/**
* redis工具类
*/
@Component
publicclassRedisService{
@Autowired
privateRedisTemplate redisTemplate;
/**
* 写入缓存
* @param key
* @param value
* @return
*/
publicbooleanset(finalString key, Object value) {
boolean result = false;
try{
ValueOperations<Serializable, Object> operations = redisTemplate.opsForValue();
operations.set(key, value);
result = true;
} catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return result;
}
/**
* 写入缓存设置时效时间
* @param key
* @param value
* @return
*/
publicboolean setEx(finalString key, Object value, Long expireTime) {
boolean result = false;
try{
ValueOperations<Serializable, Object> operations = redisTemplate.opsForValue();
operations.set(key, value);
redisTemplate.expire(key, expireTime, TimeUnit.SECONDS);
result = true;
} catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return result;
}
/**
* 判断缓存中是否有对应的value
* @param key
* @return
*/
publicboolean exists(finalString key) {
return redisTemplate.hasKey(key);
}
/**
* 读取缓存
* @param key
* @return
*/
publicObjectget(finalString key) {
Object result = null;
ValueOperations<Serializable, Object> operations = redisTemplate.opsForValue();
result = operations.get(key);
return result;
}
/**
* 删除对应的value
* @param key
*/
publicboolean remove(finalString key) {
if(exists(key)) {
Booleandelete= redisTemplate.delete(key);
returndelete;
}
returnfalse;
}
}

二、自定义注解AutoIdempotent

自定义一个注解，定义此注解的主要目的是把它添加在需要实现幂等的方法上，凡是某个方法注解了它，都会实现自动幂等。后台利用反射如果扫描到这个注解，就会处理这个方法实现自动幂等，使用元注解ElementType.METHOD表示它只能放在方法上，etentionPolicy.RUNTIME表示它在运行时。

@Target({ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public@interfaceAutoIdempotent{
}

三、token创建和检验

1、token服务接口

我们新建一个接口，创建token服务，里面主要是两个方法，一个用来创建token，一个用来验证token。创建token主要产生的是一个字符串，检验token的话主要是传达request对象，为什么要传request对象呢？主要作用就是获取header里面的token,然后检验，通过抛出的Exception来获取具体的报错信息返回给前端。

publicinterfaceTokenService{
/**
* 创建token
* @return
*/
public String createToken();
/**
* 检验token
* @param request
* @return
*/
publicboolean checkToken(HttpServletRequest request) throwsException;
}

2、token的服务实现类

token引用了redis服务，创建token采用随机算法工具类生成随机uuid字符串,然后放入到redis中(为了防止数据的冗余保留,这里设置过期时间为10000秒,具体可视业务而定)，如果放入成功，最后返回这个token值。checkToken方法就是从header中获取token到值(如果header中拿不到，就从paramter中获取)，如若不存在,直接抛出异常。这个异常信息可以被拦截器捕捉到，然后返回给前端。推荐公众号Java精选，回复Java面试，在线刷3000+面试题。

@Service
publicclassTokenServiceImplimplementsTokenService{
@Autowired
privateRedisService redisService;
/**
* 创建token
*
* @return
*/
@Override
publicString createToken() {
String str = RandomUtil.randomUUID();
StrBuilder token = newStrBuilder();
try{
token.append(Constant.Redis.TOKEN_PREFIX).append(str);
redisService.setEx(token.toString(), token.toString(),10000L);
boolean notEmpty = StrUtil.isNotEmpty(token.toString());
if(notEmpty) {
return token.toString();
}
}catch(Exception ex){
ex.printStackTrace();
}
returnnull;
}
/**
* 检验token
*
* @param request
* @return
*/
@Override
publicboolean checkToken(HttpServletRequest request) throwsException{
String token = request.getHeader(Constant.TOKEN_NAME);
if(StrUtil.isBlank(token)) {// header中不存在token
token = request.getParameter(Constant.TOKEN_NAME);
if(StrUtil.isBlank(token)) {// parameter中也不存在token
thrownewServiceException(Constant.ResponseCode.ILLEGAL_ARGUMENT, 100);
}
}
if(!redisService.exists(token)) {
thrownewServiceException(Constant.ResponseCode.REPETITIVE_OPERATION, 200);
}
boolean remove = redisService.remove(token);
if(!remove) {
thrownewServiceException(Constant.ResponseCode.REPETITIVE_OPERATION, 200);
}
returntrue;
}
}

四、拦截器的配置

1、web配置类，实现WebMvcConfigurerAdapter，主要作用就是添加autoIdempotentInterceptor到配置类中，这样我们到拦截器才能生效，注意使用@Configuration注解，这样在容器启动是时候就可以添加进入context中。

@Configuration
publicclassWebConfigurationextendsWebMvcConfigurerAdapter{
@Resource
privateAutoIdempotentInterceptor autoIdempotentInterceptor;
/**
* 添加拦截器
* @param registry
*/
@Override
publicvoid addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
registry.addInterceptor(autoIdempotentInterceptor);
super.addInterceptors(registry);
}
}

2、拦截处理器：主要的功能是拦截扫描到AutoIdempotent到注解到方法,然后调用tokenService的checkToken()方法校验token是否正确，如果捕捉到异常就将异常信息渲染成json返回给前端。推荐公众号Java精选，回复Java面试，在线刷3000+面试题。

/**
* 拦截器
*/
@Component
publicclassAutoIdempotentInterceptorimplementsHandlerInterceptor{
@Autowired
privateTokenService tokenService;
/**
* 预处理
*
* @param request
* @param response
* @param handler
* @return
* @throws Exception
*/
@Override
publicboolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throwsException{
if(!(handler instanceofHandlerMethod)) {
returntrue;
}
HandlerMethod handlerMethod = (HandlerMethod) handler;
Method method = handlerMethod.getMethod();
//被ApiIdempotment标记的扫描
AutoIdempotent methodAnnotation = method.getAnnotation(AutoIdempotent.class);
if(methodAnnotation != null) {
try{
return tokenService.checkToken(request);// 幂等性校验, 校验通过则放行, 校验失败则抛出异常, 并通过统一异常处理返回友好提示
}catch(Exception ex){
ResultVo failedResult = ResultVo.getFailedResult(101, ex.getMessage());
writeReturnJson(response, JSONUtil.toJsonStr(failedResult));
throw ex;
}
}
//必须返回true,否则会被拦截一切请求
returntrue;
}
@Override
publicvoid postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView modelAndView) throwsException{
}
@Override
publicvoid afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throwsException{
}
/**
* 返回的json值
* @param response
* @param json
* @throws Exception
*/
privatevoid writeReturnJson(HttpServletResponse response, String json) throwsException{
PrintWriter writer = null;
response.setCharacterEncoding("UTF-8");
response.setContentType("text/html; charset=utf-8");
try{
writer = response.getWriter();
writer.print(json);
} catch(IOException e) {
} finally{
if(writer != null)
writer.close();
}
}
}

五、测试用例

1、模拟业务请求类

首先我们需要通过/get/token路径通过getToken()方法去获取具体的token，然后我们调用testIdempotence方法，这个方法上面注解了@AutoIdempotent，拦截器会拦截所有的请求，当判断到处理的方法上面有该注解的时候，就会调用TokenService中的checkToken()方法，如果捕获到异常会将异常抛出调用者，下面我们来模拟请求一下：

@RestController
publicclassBusinessController{
@Resource
privateTokenService tokenService;
@Resource
privateTestService testService;
@PostMapping("/get/token")
publicString getToken(){
String token = tokenService.createToken();
if(StrUtil.isNotEmpty(token)) {
ResultVo resultVo = newResultVo();
resultVo.setCode(Constant.code_success);
resultVo.setMessage(Constant.SUCCESS);
resultVo.setData(token);
returnJSONUtil.toJsonStr(resultVo);
}
returnStrUtil.EMPTY;
}
@AutoIdempotent
@PostMapping("/test/Idempotence")
publicString testIdempotence() {
String businessResult = testService.testIdempotence();
if(StrUtil.isNotEmpty(businessResult)) {
ResultVo successResult = ResultVo.getSuccessResult(businessResult);
returnJSONUtil.toJsonStr(successResult);
}
returnStrUtil.EMPTY;
}
}

2、使用postman请求

首先访问get/token路径获取到具体到token：

利用获取到到token,然后放到具体请求到header中,可以看到第一次请求成功，接着我们请求第二次：

第二次请求，返回到是重复性操作，可见重复性验证通过，再多次请求到时候我们只让其第一次成功，第二次就是失败：

六、总结

本篇博客介绍了使用springboot和拦截器、redis来优雅的实现接口幂等，对于幂等在实际的开发过程中是十分重要的，因为一个接口可能会被无数的客户端调用，如何保证其不影响后台的业务处理，如何保证其只影响数据一次是非常重要的，它可以防止产生脏数据或者乱数据，也可以减少并发量，实乃十分有益的一件事。而传统的做法是每次判断数据，这种做法不够智能化和自动化，比较麻烦。而今天的这种自动化处理也可以提升程序的伸缩性。