瞬间几千次的重复提交，我用 SpringBoot+Redis 扛住了

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作者 | 慕容千语来源 | http://suo.im/5PaEZI

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

1. /**

2. * redis工具类

3. */

4. @Component

5. publicclassRedisService{

6.    @Autowired

7.    privateRedisTemplate redisTemplate;

8.    /**

9.     * 写入缓存

10.     * @param key

11.     * @param value

12.     * @return

13.     */

14.    publicbooleanset(finalString key, Object value) {

15.        boolean result = false;

16.        try{

17.            ValueOperations<Serializable, Object> operations = redisTemplate.opsForValue();

18.            operations.set(key, value);

19.            result = true;

20.        } catch(Exception e) {

21.            e.printStackTrace();

22.        }

23.        return result;

24.    }

25.    /**

26.     * 写入缓存设置时效时间

27.     * @param key

28.     * @param value

29.     * @return

30.     */

31.    publicboolean setEx(finalString key, Object value, Long expireTime) {

32.        boolean result = false;

33.        try{

34.            ValueOperations<Serializable, Object> operations = redisTemplate.opsForValue();

35.            operations.set(key, value);

36.            redisTemplate.expire(key, expireTime, TimeUnit.SECONDS);

37.            result = true;

38.        } catch(Exception e) {

39.            e.printStackTrace();

40.        }

41.        return result;

42.    }

43.    /**

44.     * 判断缓存中是否有对应的value

45.     * @param key

46.     * @return

47.     */

48.    publicboolean exists(finalString key) {

49.        return redisTemplate.hasKey(key);

50.    }

51.    /**

52.     * 读取缓存

53.     * @param key

54.     * @return

55.     */

56.    publicObjectget(finalString key) {

57.        Object result = null;

58.        ValueOperations<Serializable, Object> operations = redisTemplate.opsForValue();

59.        result = operations.get(key);

60.        return result;

61.    }

62.    /**

63.     * 删除对应的value

64.     * @param key

65.     */

66.    publicboolean remove(finalString key) {

67.        if(exists(key)) {

68.            Booleandelete= redisTemplate.delete(key);

69.            returndelete;

70.        }

71.        returnfalse;

72.    }

73. }

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。

1. @Target({ElementType.METHOD})

2. @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

3. public@interfaceAutoIdempotent{

4. }

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。

1. publicinterfaceTokenService{

2.    /**

3.     * 创建token

4.     * @return

5.     */

6.    public  String createToken();

7.    /**

8.     * 检验token

9.     * @param request

10.     * @return

11.     */

12.    publicboolean checkToken(HttpServletRequest request) throwsException;

13. }

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。

1. @Service

2. publicclassTokenServiceImplimplementsTokenService{

3.    @Autowired

4.    privateRedisService redisService;

5.    /**

6.     * 创建token

7.     *

8.     * @return

9.     */

10.    @Override

11.    publicString createToken() {

12.        String str = RandomUtil.randomUUID();

13.        StrBuilder token = newStrBuilder();

14.        try{

15.            token.append(Constant.Redis.TOKEN_PREFIX).append(str);

16.            redisService.setEx(token.toString(), token.toString(),10000L);

17.            boolean notEmpty = StrUtil.isNotEmpty(token.toString());

18.            if(notEmpty) {

19.                return token.toString();

20.            }

21.        }catch(Exception ex){

22.            ex.printStackTrace();

23.        }

24.        returnnull;

25.    }

26.    /**

27.     * 检验token

28.     *

29.     * @param request

30.     * @return

31.     */

32.    @Override

33.    publicboolean checkToken(HttpServletRequest request) throwsException{

34.        String token = request.getHeader(Constant.TOKEN_NAME);

35.        if(StrUtil.isBlank(token)) {// header中不存在token

36.            token = request.getParameter(Constant.TOKEN_NAME);

37.            if(StrUtil.isBlank(token)) {// parameter中也不存在token

38.                thrownewServiceException(Constant.ResponseCode.ILLEGAL_ARGUMENT, 100);

39.            }

40.        }

41.        if(!redisService.exists(token)) {

42.            thrownewServiceException(Constant.ResponseCode.REPETITIVE_OPERATION, 200);

43.        }

44.        boolean remove = redisService.remove(token);

45.        if(!remove) {

46.            thrownewServiceException(Constant.ResponseCode.REPETITIVE_OPERATION, 200);

47.        }

48.        returntrue;

49.    }

50. }

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。

1. @Configuration

2. publicclassWebConfigurationextendsWebMvcConfigurerAdapter{

3.    @Resource

4.   privateAutoIdempotentInterceptor autoIdempotentInterceptor;

5.    /**

6.     * 添加拦截器

7.     * @param registry

8.     */

9.    @Override

10.    publicvoid addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {

11.        registry.addInterceptor(autoIdempotentInterceptor);

12.        super.addInterceptors(registry);

13.    }

14. }

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

1. /**

2. * 拦截器

3. */

4. @Component

5. publicclassAutoIdempotentInterceptorimplementsHandlerInterceptor{

6.    @Autowired

7.    privateTokenService tokenService;

8.    /**

9.     * 预处理

10.     *

11.     * @param request

12.     * @param response

13.     * @param handler

14.     * @return

15.     * @throws Exception

16.     */

17.    @Override

18.    publicboolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throwsException{

19.        if(!(handler instanceofHandlerMethod)) {

20.            returntrue;

21.        }

22.        HandlerMethod handlerMethod = (HandlerMethod) handler;

23.        Method method = handlerMethod.getMethod();

24.        //被ApiIdempotment标记的扫描

25.        AutoIdempotent methodAnnotation = method.getAnnotation(AutoIdempotent.class);

26.        if(methodAnnotation != null) {

27.            try{

28.                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

29.            }catch(Exception ex){

30.                ResultVo failedResult = ResultVo.getFailedResult(101, ex.getMessage());

31.                writeReturnJson(response, JSONUtil.toJsonStr(failedResult));

32.                throw ex;

33.            }

34.        }

35.        //必须返回true,否则会被拦截一切请求

36.        returntrue;

37.    }

38.    @Override

39.    publicvoid postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView modelAndView) throwsException{

40.    }

41.    @Override

42.    publicvoid afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throwsException{

43.    }

44.    /**

45.     * 返回的json值

46.     * @param response

47.     * @param json

48.     * @throws Exception

49.     */

50.    privatevoid writeReturnJson(HttpServletResponse response, String json) throwsException{

51.        PrintWriter writer = null;

52.        response.setCharacterEncoding("UTF-8");

53.        response.setContentType("text/html; charset=utf-8");

54.        try{

55.            writer = response.getWriter();

56.            writer.print(json);

57.        } catch(IOException e) {

58.        } finally{

59.            if(writer != null)

60.                writer.close();

61.        }

62.    }

63. }

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：

1. @RestController

2. publicclassBusinessController{

3.    @Resource

4.    privateTokenService tokenService;

5.    @Resource

6.    privateTestService testService;

7.    @PostMapping("/get/token")

8.    publicString  getToken(){

9.        String token = tokenService.createToken();

10.        if(StrUtil.isNotEmpty(token)) {

11.            ResultVo resultVo = newResultVo();

12.            resultVo.setCode(Constant.code_success);

13.            resultVo.setMessage(Constant.SUCCESS);

14.            resultVo.setData(token);

15.            returnJSONUtil.toJsonStr(resultVo);

16.        }

17.        returnStrUtil.EMPTY;

18.    }

19.    @AutoIdempotent

20.    @PostMapping("/test/Idempotence")

21.    publicString testIdempotence() {

22.        String businessResult = testService.testIdempotence();

23.        if(StrUtil.isNotEmpty(businessResult)) {

24.            ResultVo successResult = ResultVo.getSuccessResult(businessResult);

25.            returnJSONUtil.toJsonStr(successResult);

26.        }

27.        returnStrUtil.EMPTY;

28.    }

29. }

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。主题配置请看：我把 SpringBoot 的banner换成了美女，老板说工作不饱和，建议安排加班

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