瞬间几千次的重复提交，我用SpringBoot+Redis扛住了！

前言

在实际的开发项目中,一个对外暴露的接口往往会面临很多次请求，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：

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搭建redis的服务Api

•  首先是搭建redis服务器。
•  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  
public class RedisService {  
    @Autowired 
     private RedisTemplate redisTemplate;  
    /**  
     * 写入缓存  
     * @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;  
    }  
    /**  
     * 写入缓存设置时效时间  
     * @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;  
    }  
    /**  
     * 判断缓存中是否有对应的value  
     * @param key  
     * @return  
     */  
    public boolean exists(final String key) {  
        return redisTemplate.hasKey(key);  
    }  
    /**  
     * 读取缓存  
     * @param key  
     * @return  
     */ 
     public Object get(final String key) {  
        Object result = null;  
        ValueOperations<Serializable, Object> operations = redisTemplate.opsForValue();  
        result = operations.get(key);  
        return result;  
    }  
    /**  
     * 删除对应的value  
     * @param key  
     */  
    public boolean remove(final String key) {  
        if (exists(key)) {  
            Boolean delete = redisTemplate.delete(key);  
            return delete;  
        }  
        return false;   
    }  
} 

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 @interface AutoIdempotent {  
} 

token创建和检验

•  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 

public interface TokenService {  
    /**  
     * 创建token  
     * @return  
     */  
    public  String createToken();  
    /**  
     * 检验token  
     * @param request  
     * @return  
     */  
    public boolean checkToken(HttpServletRequest request) throws Exception;  
} 

•  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。 

@Service  
public class TokenServiceImpl implements TokenService {  
    @Autowired  
    private RedisService redisService;  
    /**  
     * 创建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;  
    }  
    /**  
     * 检验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;  
    }  
} 

拦截器的配置

•  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  
public class WebConfiguration extends WebMvcConfigurerAdapter {  
    @Resource  
   private AutoIdempotentInterceptor autoIdempotentInterceptor;  
    /**  
     * 添加拦截器  
     * @param registry  
     */  
    @Override  
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {  
        registry.addInterceptor(autoIdempotentInterceptor); 
        super.addInterceptors(registry);  
    }  
} 

•  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 

/**  
 * 拦截器  
 */  
@Component  
public class AutoIdempotentInterceptor implements HandlerInterceptor {  
    @Autowired  
    private TokenService tokenService;  
    /**  
     * 预处理  
     *  
     * @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标记的扫描  
        AutoIdempotent methodmethodAnnotation = 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  
        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();  
        }  
    }  
} 

测试用例

•  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  
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请求，首先访问get/token路径获取到具体到token：

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•  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：

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•  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：

img

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。