一、概念
幂等性, 通俗的说就是一个接口, 多次发起同一个请求, 必须保证操作只能执行一次
比如:
订单接口, 不能多次创建订单
支付接口, 重复支付同一笔订单只能扣一次钱
支付宝回调接口, 可能会多次回调, 必须处理重复回调
普通表单提交接口, 因为网络超时等原因多次点击提交, 只能成功一次
等等
二、常见解决方案
唯一索引 -- 防止新增脏数据
token机制 -- 防止页面重复提交
悲观锁 -- 获取数据的时候加锁(锁表或锁行)
乐观锁 -- 基于版本号version实现, 在更新数据那一刻校验数据
分布式锁 -- redis(jedis、redisson)或zookeeper实现
状态机 -- 状态变更, 更新数据时判断状态
三、本文实现
本文采用第2种方式实现, 即通过redis + token机制实现接口幂等性校验。
四、实现思路
为需要保证幂等性的每一次请求创建一个唯一标识token, 先获取token, 并将此token存入redis, 请求接口时, 将此token放到header或者作为请求参数请求接口, 后端接口判断redis中是否存在此token:
如果存在, 正常处理业务逻辑, 并从redis中删除此token, 那么, 如果是重复请求, 由于token已被删除, 则不能通过校验, 返回请勿重复操作提示
如果不存在, 说明参数不合法或者是重复请求, 返回提示即可。
五、项目简介
springboot
redis
@ApiIdempotent注解 + 拦截器对请求进行拦截
@ControllerAdvice全局异常处理
压测工具: jmeter
说明:
本文重点介绍幂等性核心实现, 关于springboot如何集成redis、ServerResponse、ResponseCode等细枝末节不在本文讨论范围之内。
六、代码实现
pom
<!-- Redis-Jedis --> <dependency> <groupId>redis.clients</groupId> <artifactId>jedis</artifactId> <version>2.9.0</version> </dependency> <!--lombok 本文用到@Slf4j注解, 也可不引用, 自定义log即可--> <dependency> <groupId>org.projectlombok</groupId> <artifactId>lombok</artifactId> <version>1.16.10</version> </dependency>
JedisUtil
@Component
@Slf4j
public class JedisUtil {
@Autowired
private JedisPool jedisPool;
private Jedis getJedis() {
return jedisPool.getResource();
}
/**
* 设值
*
* @param key
* @param value
* @return
*/
public String set(String key, String value) {
Jedis jedis = null;
try {
jedis = getJedis();
return jedis.set(key, value);
} catch (Exception e) {
log.error("set key:{} value:{} error", key, value, e);
return null;
} finally {
close(jedis);
}
}
.....
}
自定义注解@ApiIdempotent
/**
* 在需要保证 接口幂等性 的Controller的方法上使用此注解
*/
@Target({ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface ApiIdempotent {
}
ApiIdempotentInterceptor拦截器
/**
* 接口幂等性拦截器
*/
public class ApiIdempotentInterceptor implements HandlerInterceptor {
@Autowired
private TokenService tokenService;
@Override
public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) {
if (!(handler instanceof HandlerMethod)) {
return true;
}
HandlerMethod handlerMethod = (HandlerMethod) handler;
Method method = handlerMethod.getMethod();
ApiIdempotent methodAnnotation = method.getAnnotation(ApiIdempotent.class);
if (methodAnnotation != null) {
check(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
}
return true;
}
private void check(HttpServletRequest request) {
tokenService.checkToken(request);
}
@Override
public void postHandle(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, Object o, ModelAndView modelAndView) throws Exception {
}
@Override
public void afterCompletion(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, Object o, Exception e) throws Exception {
}
}
TokenServiceImpl
@Service
public class TokenServiceImpl implements TokenService {
private static final String TOKEN_NAME = "token";
@Autowired
private JedisUtil jedisUtil;
@Override
public ServerResponse createToken() {
String str = RandomUtil.UUID32();
StrBuilder token = new StrBuilder();
token.append(Constant.Redis.TOKEN_PREFIX).append(str);
jedisUtil.set(token.toString(), token.toString(), Constant.Redis.EXPIRE_TIME_MINUTE);
return ServerResponse.success(token.toString());
}
@Override
public void checkToken(HttpServletRequest request) {
String token = request.getHeader(TOKEN_NAME);
if (StringUtils.isBlank(token)) {// header中不存在token
token = request.getParameter(TOKEN_NAME);
if (StringUtils.isBlank(token)) {// parameter中也不存在token
throw new ServiceException(ResponseCode.ILLEGAL_ARGUMENT.getMsg());
}
}
if (!jedisUtil.exists(token)) {
throw new ServiceException(ResponseCode.REPETITIVE_OPERATION.getMsg());
}
Long del = jedisUtil.del(token);
if (del <= 0) {
throw new ServiceException(ResponseCode.REPETITIVE_OPERATION.getMsg());
}
}
}
TestApplication
@SpringBootApplication
@MapperScan("com.wangzaiplus.test.mapper")
public class TestApplication extends WebMvcConfigurerAdapter {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(TestApplication.class, args);
}
/**
* 跨域
* @return
*/
@Bean
public CorsFilter corsFilter() {
final UrlBasedCorsConfigurationSource urlBasedCorsConfigurationSource = new UrlBasedCorsConfigurationSource();
final CorsConfiguration corsConfiguration = new CorsConfiguration();
corsConfiguration.setAllowCredentials(true);
corsConfiguration.addAllowedOrigin("*");
corsConfiguration.addAllowedHeader("*");
corsConfiguration.addAllowedMethod("*");
urlBasedCorsConfigurationSource.registerCorsConfiguration("/**", corsConfiguration);
return new CorsFilter(urlBasedCorsConfigurationSource);
}
@Override
public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
// 接口幂等性拦截器
registry.addInterceptor(apiIdempotentInterceptor());
super.addInterceptors(registry);
}
@Bean
public ApiIdempotentInterceptor apiIdempotentInterceptor() {
return new ApiIdempotentInterceptor();
}
}
OK, 目前为止, 校验代码准备就绪, 接下来测试验证
七、测试验证
获取token的控制器TokenController
@RestController
@RequestMapping("/token")
public class TokenController {
@Autowired
private TokenService tokenService;
@GetMapping
public ServerResponse token() {
return tokenService.createToken();
}
}
TestController, 注意@ApiIdempotent注解, 在需要幂等性校验的方法上声明此注解即可, 不需要校验的无影响。
@RestController
@RequestMapping("/test")
@Slf4j
public class TestController {
@Autowired
private TestService testService;
@ApiIdempotent
@PostMapping("testIdempotence")
public ServerResponse testIdempotence() {
return testService.testIdempotence();
}
}
3. 获取token
查看redis
4. 测试接口安全性: 利用jmeter测试工具模拟50个并发请求, 将上一步获取到的token作为参数。
5. header或参数均不传token, 或者token值为空, 或者token值乱填, 均无法通过校验, 如token值为"abcd"
八、注意点(非常重要)
上图中, 不能单纯的直接删除token而不校验是否删除成功, 会出现并发安全性问题, 因为, 有可能多个线程同时走到第46行, 此时token还未被删除, 所以继续往下执行, 如果不校验jedisUtil.del(token)的删除结果而直接放行, 那么还是会出现重复提交问题, 即使实际上只有一次真正的删除操作, 下面重现一下。
稍微修改一下代码:
再次请求
再看看控制台
虽然只有一个真正删除掉token, 但由于没有对删除结果进行校验, 所以还是有并发问题, 因此, 必须校验。
九、总结
其实思路很简单, 就是每次请求保证唯一性, 从而保证幂等性, 通过拦截器+注解, 就不用每次请求都写重复代码, 其实也可以利用spring aop实现, 无所谓。
如果小伙伴有什么疑问或者建议欢迎提出。