瞬間幾千次的重複提交，我用 SpringBoot+Redis 扛住了！

前言

　　在實際的開發項目中,一個對外暴露的接口每每會面臨不少次請求，咱們來解釋一下冪等的概念：任意屢次執行所產生的影響均與一次執行的影響相同。按照這個含義，最終的含義就是 對數據庫的影響只能是一次性的，不能重複處理。如何保證其冪等性，一般有如下手段：

1. 數據庫創建惟一性索引，能夠保證最終插入數據庫的只有一條數據
2. token機制，每次接口請求前先獲取一個token，而後再下次請求的時候在請求的header體中加上這個token，後臺進行驗證，若是驗證經過刪除token，下次請求再次判斷token
3. 悲觀鎖或者樂觀鎖，悲觀鎖能夠保證每次for update的時候其餘sql沒法update數據(在數據庫引擎是innodb的時候,select的條件必須是惟一索引,防止鎖全表)
4. 先查詢後判斷，首先經過查詢數據庫是否存在數據，若是存在證實已經請求過了，直接拒絕該請求，若是沒有存在，就證實是第一次進來，直接放行。

redis實現自動冪等的原理圖：

搭建redis的服務Api

• 首先是搭建redis服務器。

• 引入springboot中到的redis的stater，或者Spring封裝的jedis也能夠，後面主要用到的api就是它的set方法和exists方法,這裏咱們使用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<Serializable, Object> operations = redisTemplate.opsForValue();
            operations.set(key, value);
            result = true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return result;
    }


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


    /**
     * 判斷緩存中是否有對應的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<Serializable, Object> operations = redisTemplate.opsForValue();
        result = operations.get(key);
        return result;
    }

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

    }

}

自定義註解AutoIdempotent

　　自定義一個註解，定義此註解的主要目的是把它添加在須要實現冪等的方法上，凡是某個方法註解了它，都會實現自動冪等。後臺利用反射若是掃描到這個註解，就會處理這個方法實現自動冪等，使用元註解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建立和檢驗

• token服務接口：咱們新建一個接口，建立token服務，裏面主要是兩個方法，一個用來建立token，一個用來驗證token。建立token主要產生的是一個字符串，檢驗token的話主要是傳達request對象，爲何要傳request對象呢？主要做用就是獲取header裏面的token,而後檢驗，經過拋出的Exception來獲取具體的報錯信息返回給前端

public interface TokenService {

    /**
     * 建立token
     * @return
     */
    public  String createToken();

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

}

• token的服務實現類：token引用了redis服務，建立token採用隨機算法工具類生成隨機uuid字符串,而後放入到redis中(爲了防止數據的冗餘保留,這裏設置過時時間爲10000秒,具體可視業務而定)，若是放入成功，最後返回這個token值。checkToken方法就是從header中獲取token到值(若是header中拿不到，就從paramter中獲取)，如若不存在,直接拋出異常。這個異常信息能夠被攔截器捕捉到，而後返回給前端。

@Service
public class TokenServiceImpl implements TokenService {

    @Autowired
    private RedisService redisService;


    /**
     * 建立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WebMvcConfigurerAdapter，主要做用就是添加autoIdempotentInterceptor到配置類中，這樣咱們到攔截器才能生效，注意使用@Configuration註解，這樣在容器啓動是時候就能夠添加進入context中

@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到註解到方法,而後調用tokenService的checkToken()方法校驗token是否正確，若是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, 校驗經過則放行, 校驗失敗則拋出異常, 並經過統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,不然會被攔截一切請求
        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

• 模擬業務請求類，首先咱們須要經過/get/token路徑經過getToken()方法去獲取具體的token，而後咱們調用testIdempotence方法，這個方法上面註解了@AutoIdempotent，攔截器會攔截全部的請求，當判斷處處理的方法上面有該註解的時候，就會調用TokenService中的checkToken()方法，若是捕獲到異常會將異常拋出調用者，下面咱們來模擬請求一下：

@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：

img

• 利用獲取到到token,而後放到具體請求到header中,能夠看到第一次請求成功，接着咱們請求第二次：

img

• 第二次請求，返回到是重複性操做，可見重複性驗證經過，再屢次請求到時候咱們只讓其第一次成功，第二次就是失敗：

img

總結

　　本篇博客介紹了使用springboot和攔截器、redis來優雅的實現接口冪等，對於冪等在實際的開發過程當中是十分重要的，由於一個接口可能會被無數的客戶端調用，如何保證其不影響後臺的業務處理，如何保證其隻影響數據一次是很是重要的，它能夠防止產生髒數據或者亂數據，也能夠減小併發量，實乃十分有益的一件事。而傳統的作法是每次判斷數據，這種作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能夠提高程序的伸縮性。

來源: 程序員DD, 程序員小灰, macrozheng