用 SpringBoot+Redis 解決海量重復(fù)提交問題，寫得真香！

?前言

在實際的開發(fā)項目中,一個對外暴露的接口往往會面臨很多次請求，我們來解釋一下冪等的概念：任意多次執(zhí)行所產(chǎn)生的影響均與一次執(zhí)行的影響相同。按照這個含義，最終的含義就是 對數(shù)據(jù)庫的影響只能是一次性的，不能重復(fù)處理。如何保證其冪等性，通常有以下手段：

1、數(shù)據(jù)庫建立唯一性索引，可以保證最終插入數(shù)據(jù)庫的只有一條數(shù)據(jù)。

2、token機制，每次接口請求前先獲取一個token，然后再下次請求的時候在請求的header體中加上這個token，后臺進行驗證，如果驗證通過刪除token，下次請求再次判斷token。

3、悲觀鎖或者樂觀鎖，悲觀鎖可以保證每次for update的時候其他sql無法update數(shù)據(jù)(在數(shù)據(jù)庫引擎是innodb的時候,select的條件必須是唯一索引,防止鎖全表)

4、先查詢后判斷，首先通過查詢數(shù)據(jù)庫是否存在數(shù)據(jù)，如果存在證明已經(jīng)請求過了，直接拒絕該請求，如果沒有存在，就證明是第一次進來，直接放行。

redis 實現(xiàn)自動冪等的原理圖：

搭建?Redis?服務(wù) API

1、首先是搭建redis服務(wù)器。

2、引入springboot中到的redis的stater，或者Spring封裝的jedis也可以，后面主要用到的api就是它的set方法和exists方法,這里我們使用springboot的封裝好的redisTemplate。

/** * redis工具類 */
@Component
public class RedisService {

    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    /** * 寫入緩存 * @param key * @param value * @return */
    public boolean set(final String key, Object value) {
        boolean result = false;
        try {
            ValueOperations operations = redisTemplate.opsForValue();
            operations.set(key, value);
            result = true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return result;
    }


    /** * 寫入緩存設(shè)置時效時間 * @param key * @param value * @return */
    public boolean setEx(final String key, Object value, Long expireTime) {
        boolean result = false;
        try {
            ValueOperations operations = redisTemplate.opsForValue();
            operations.set(key, value);
            redisTemplate.expire(key, expireTime, TimeUnit.SECONDS);
            result = true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return result;
    }


    /** * 判斷緩存中是否有對應(yīng)的value * @param key * @return */
    public boolean exists(final String key) {
        return redisTemplate.hasKey(key);
    }

    /** * 讀取緩存 * @param key * @return */
    public Object get(final String key) {
        Object result = null;
        ValueOperations operations = redisTemplate.opsForValue();
        result = operations.get(key);
        return result;
    }

    /** * 刪除對應(yīng)的value * @param key */
    public boolean remove(final String key) {
        if (exists(key)) {
            Boolean delete = redisTemplate.delete(key);
            return delete;
        }
        return false;

    }

}

自定義注解?AutoIdempotent

自定義一個注解，定義此注解的主要目的是把它添加在需要實現(xiàn)冪等的方法上，凡是某個方法注解了它，都會實現(xiàn)自動冪等。

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后臺利用反射如果掃描到這個注解，就會處理這個方法實現(xiàn)自動冪等，使用元注解ElementType.METHOD表示它只能放在方法上，etentionPolicy.RUNTIME表示它在運行時。

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

token 創(chuàng)建和檢驗

token服務(wù)接口：我們新建一個接口，創(chuàng)建token服務(wù)，里面主要是兩個方法，一個用來創(chuàng)建token，一個用來驗證token。創(chuàng)建token主要產(chǎn)生的是一個字符串，檢驗token的話主要是傳達request對象，為什么要傳request對象呢？主要作用就是獲取header里面的token,然后檢驗，通過拋出的Exception來獲取具體的報錯信息返回給前端。

public interface TokenService {

    /** * 創(chuàng)建token * @return */
    public String createToken();

    /** * 檢驗token * @param request * @return */
    public boolean checkToken(HttpServletRequest request) throws Exception;

}

token的服務(wù)實現(xiàn)類：token引用了redis服務(wù)，創(chuàng)建token采用隨機算法工具類生成隨機uuid字符串,然后放入到redis中(為了防止數(shù)據(jù)的冗余保留,這里設(shè)置過期時間為10000秒,具體可視業(yè)務(wù)而定)，如果放入成功，最后返回這個token值。checkToken方法就是從header中獲取token到值(如果header中拿不到，就從paramter中獲取)，如若不存在,直接拋出異常。這個異常信息可以被攔截器捕捉到，然后返回給前端。

@Service
public class TokenServiceImpl implements TokenService {

    @Autowired
    private RedisService redisService;


    /** * 創(chuàng)建token * * @return */
    @Override
    public String createToken() {
        String str = RandomUtil.randomUUID();
        StrBuilder token = new StrBuilder();
        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();
        }
        return null;
    }


    /** * 檢驗token * * @param request * @return */
    @Override
    public boolean checkToken(HttpServletRequest request) throws Exception {

        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
                throw new ServiceException(Constant.ResponseCode.ILLEGAL_ARGUMENT, 100);
            }
        }

        if (!redisService.exists(token)) {
            throw new ServiceException(Constant.ResponseCode.REPETITIVE_OPERATION, 200);
        }

        boolean remove = redisService.remove(token);
        if (!remove) {
            throw new ServiceException(Constant.ResponseCode.REPETITIVE_OPERATION, 200);
        }
        return true;
    }
}

攔截器的配置

web配置類，實現(xiàn)WebMvcConfigurerAdapter，主要作用就是添加autoIdempotentInterceptor到配置類中，這樣我們到攔截器才能生效，注意使用@Configuration注解，這樣在容器啟動是時候就可以添加進入context中。

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@Configuration
public class WebConfiguration extends WebMvcConfigurerAdapter {

    @Resource
   private AutoIdempotentInterceptor autoIdempotentInterceptor;

    /** * 添加攔截器 * @param registry */
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(autoIdempotentInterceptor);
        super.addInterceptors(registry);
    }
}

攔截處理器：主要的功能是攔截掃描到AutoIdempotent到注解到方法,然后調(diào)用tokenService的checkToken()方法校驗token是否正確，如果捕捉到異常就將異常信息渲染成json返回給前端。

/** * 攔截器 */
@Component
public class AutoIdempotentInterceptor implements HandlerInterceptor {

    @Autowired
    private TokenService tokenService;

    /** * 預(yù)處理 * * @param request * @param response * @param handler * @return * @throws Exception */
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {

        if (!(handler instanceof HandlerMethod)) {
            return true;
        }
        HandlerMethod handlerMethod = (HandlerMethod) handler;
        Method method = handlerMethod.getMethod();
        //被ApiIdempotment標(biāo)記的掃描
        AutoIdempotent methodAnnotation = method.getAnnotation(AutoIdempotent.class);
        if (methodAnnotation != null) {
            try {
                return tokenService.checkToken(request);// 冪等性校驗, 校驗通過則放行, 校驗失敗則拋出異常, 并通過統(tǒng)一異常處理返回友好提示
            }catch (Exception ex){
                ResultVo failedResult = ResultVo.getFailedResult(101, ex.getMessage());
                writeReturnJson(response, JSONUtil.toJsonStr(failedResult));
                throw ex;
            }
        }
        //必須返回true,否則會被攔截一切請求
        return true;
    }


    @Override
    public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView modelAndView) throws Exception {

    }

    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {

    }

    /** * 返回的json值 * @param response * @param json * @throws Exception */
    private void writeReturnJson(HttpServletResponse response, String json) throws Exception{
        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();
        }
    }

}

測試用例

模擬業(yè)務(wù)請求類，首先我們需要通過/get/token路徑通過getToken()方法去獲取具體的token，然后我們調(diào)用testIdempotence方法，這個方法上面注解了@AutoIdempotent，攔截器會攔截所有的請求，當(dāng)判斷到處理的方法上面有該注解的時候，就會調(diào)用TokenService中的checkToken()方法，如果捕獲到異常會將異常拋出調(diào)用者，下面我們來模擬請求一下：

@RestController
public class BusinessController {


    @Resource
    private TokenService tokenService;

    @Resource
    private TestService testService;


    @PostMapping("/get/token")
    public String  getToken(){
        String token = tokenService.createToken();
        if (StrUtil.isNotEmpty(token)) {
            ResultVo resultVo = new ResultVo();
            resultVo.setCode(Constant.code_success);
            resultVo.setMessage(Constant.SUCCESS);
            resultVo.setData(token);
            return JSONUtil.toJsonStr(resultVo);
        }
        return StrUtil.EMPTY;
    }


    @AutoIdempotent
    @PostMapping("/test/Idempotence")
    public String testIdempotence() {
        String businessResult = testService.testIdempotence();
        if (StrUtil.isNotEmpty(businessResult)) {
            ResultVo successResult = ResultVo.getSuccessResult(businessResult);
            return JSONUtil.toJsonStr(successResult);
        }
        return StrUtil.EMPTY;
    }
}

使用postman請求，首先訪問get/token路徑獲取到具體到token：利用獲取到到token,然后放到具體請求到header中,可以看到第一次請求成功，接著我們請求第二次：

第二次請求，返回到是重復(fù)性操作，可見重復(fù)性驗證通過，再多次請求到時候我們只讓其第一次成功，第二次就是失敗：

總結(jié)

本篇博客介紹了使用springboot和攔截器、redis來優(yōu)雅的實現(xiàn)接口冪等，對于冪等在實際的開發(fā)過程中是十分重要的，因為一個接口可能會被無數(shù)的客戶端調(diào)用，如何保證其不影響后臺的業(yè)務(wù)處理，如何保證其只影響數(shù)據(jù)一次是非常重要的，它可以防止產(chǎn)生臟數(shù)據(jù)或者亂數(shù)據(jù)，也可以減少并發(fā)量，實乃十分有益的一件事。而傳統(tǒng)的做法是每次判斷數(shù)據(jù)，這種做法不夠智能化和自動化，比較麻煩。而今天的這種自動化處理也可以提升程序的伸縮性。

作者｜慕容千語

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