Aop实现注解限流和Redis缓存

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限流注解实现

业务系统中某些接口需要进行限流的时候在spring家族中可以采用RateLimiter进行接口限流，减轻服务器的压力。实现思路如下：

RateLimit 注解

/**
 * @description: 限流注解
 * @author: lilang
 * @version:
 * @modified By:[email protected]
 */
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
@Documented
public @interface RateLimit {

    double limitNum() default 20;  //默认每秒放入桶中的token

    //获取令牌的等待时间
    int timeOut() default 0;

    //等待时间单位
    TimeUnit timeUnit() default TimeUnit.MILLISECONDS;
}

注解RateLimit AOP实现类

@Component
@Aspect
public class RateLimitAspect {

    private Logger log = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());
    //用来存放不同接口的RateLimiter(key为接口名称，value为RateLimiter)
    private ConcurrentHashMap<String, RateLimiter> map = new ConcurrentHashMap<>();

    private static ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();

    private RateLimiter rateLimiter;

    @Pointcut("@annotation(com.itstyle.mail.common.aop.RateLimit)")
    public void serviceLimit() {
    }

    @ResponseBody
    @Around("serviceLimit()")
    public Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws NoSuchMethodException {
        Object obj = null;
        //获取拦截的方法名
        Signature sig = joinPoint.getSignature();
        //获取拦截的方法名
        MethodSignature msig = (MethodSignature) sig;
        //返回被织入增加处理目标对象
        Object target = joinPoint.getTarget();
        //为了获取注解信息
        Method currentMethod = target.getClass().getMethod(msig.getName(), msig.getParameterTypes());
        //获取注解信息
        RateLimit annotation = currentMethod.getAnnotation(RateLimit.class);
        double limitNum = annotation.limitNum(); //获取注解每秒加入桶中的token
        TimeUnit timeUnit = annotation.timeUnit();//获取时间单位
        String functionName = msig.getName(); // 注解所在方法名区分不同的限流策略
        int timeOut = annotation.timeOut();
        
        //获取rateLimiter
        if(map.containsKey(functionName)){
            rateLimiter = map.get(functionName);
        }else {
            map.put(functionName, RateLimiter.create(limitNum));
            rateLimiter = map.get(functionName);
        }

        try {
            if (rateLimiter.tryAcquire(timeOut,timeUnit)) {
                //执行方法
                obj = joinPoint.proceed();
            } else {
                return Result.error("服务器繁忙，请稍后再试....");
            }
        } catch (Throwable throwable) {
            throwable.printStackTrace();
        }
        return obj;
    }

}

使用方式 比如在controller层进行控制

@RateLimit(limitNum = 10,timeOut = 1,timeUnit = TimeUnit.SECONDS)
@GetMapping("limit/go")
public void queryFromMysql(){
    //数据库操作逻辑
}

Redis缓存实现

缓存注解定义：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
@Documented
public @interface RedisCache {

    String prefix() default "";
    int expire() default 1;
    TimeUnit TIME_UNIT() default TimeUnit.DAYS;
    //缓存反序列化获取的对象
    Class clazz() default Object.class;
    //序列化后的对象是否是jsonarry 比如 List<Object>
    boolean isArray() default false;
}

缓存切面类实现：

@Component
@Aspect
public class RedisCacheAspect {

    private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(RedisCacheAspect.class);

    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate ;

    /**
     * 分隔符 生成key 格式为 类全类名|方法名|参数所属类全类名
     **/
    private static final String DELIMITER = "-";

    /**
     * Service层切点 使用到了我们定义的 RedisCacheAspect 作为切点表达式。
     * 而且我们可以看出此表达式基于 annotation。
     * 并且用于内建属性为查询的方法之上
     */
    @Pointcut("@annotation(com.itstyle.mail.common.aop.RedisCache)")
    public void redisCacheAspect() {
    }

    /**
     * Around 手动控制调用核心业务逻辑，以及调用前和调用后的处理,
     * <p>
     * 注意：当核心业务抛异常后，立即退出，转向AfterAdvice 执行完AfterAdvice，再转到ThrowingAdvice
     *
     */
    @Around(value = "redisCacheAspect()")
    public Object aroundAdvice(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        // 得到类名、方法名和参数
        String clazzName = joinPoint.getTarget().getClass().getName();
        String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
        Object[] args = joinPoint.getArgs();

        // 根据类名、方法名和参数生成Key
        logger.info("key参数: " + clazzName + "." + methodName);
        String key = getKey(clazzName, methodName, args);
        if (logger.isInfoEnabled()) {
            logger.info("生成key: " + key);
        }

        // 得到被代理的方法
        Method method = ((MethodSignature) joinPoint.getSignature()).getMethod();

        //redis 前缀
        String prefix = method.getAnnotation(RedisCache.class).prefix();

        int expire = method.getAnnotation(RedisCache.class).expire();

        TimeUnit timeUnit = method.getAnnotation(RedisCache.class).TIME_UNIT();

        Class objectType = method.getAnnotation(RedisCache.class).clazz();

        boolean isArray=method.getAnnotation(RedisCache.class).isArray();

        // 检查Redis中是否有缓存
        String value = (String) redisTemplate.opsForValue().get(prefix);

        // 得到被代理方法的返回值类型
        // Class returnType = ((MethodSignature) joinPoint.getSignature()).getReturnType();

        // result是方法的最终返回结果
        Object result = null;
        try {
            if (null == value) {
                logger.info("缓存未命中");
                // 调用数据库查询方法
                result = joinPoint.proceed(args);
                // 结果放入缓存
                redisTemplate.opsForValue().set(prefix, JSON.toJSONString(result),expire,timeUnit);
            } else {

                /**
                 * 可以直接针对mapper进行缓存，如果mapper查询返回的List<DemoObjec> 需要isArray 为true 否则转换异常
                 */

                if (isArray){
                    return JSON.parseArray(value,objectType);

                }else {
                    return JSON.parseObject(value,objectType);
                }
            }
        } catch (Throwable e) {
            logger.error("程序异常",e.getMessage());
            throw e;
        }
        return result;
    }

    /**
     *      * 根据类名、方法名和参数生成Key
     *      * @param clazzName
     *      * @param methodName
     *      * @param args
     *      * @return key格式：全类名|方法名｜参数类型
     *
     */
    private String getKey(String clazzName, String methodName, Object[] args) {
        StringBuilder key = new StringBuilder(clazzName);
        key.append(DELIMITER);
        key.append(methodName);
        key.append(DELIMITER);
        key.append(Arrays.stream(args).map(x->x.toString()).collect(Collectors.joining(DELIMITER)));
        return key.toString();
    }
}

使用方式 ：

以下是放在mapper层加入的注解，实际项目中可以根据自己的需求注解加在任意位置。

@Mapper
public interface DemoMapper {

    @RedisCache(expire = 1,clazz = DemoObject.class,isArray = true)
    public List<DemoObject> queryFromMysql();

    @RedisCache(expire = 1,clazz = DemoObject.class)
    public DemoObject queryFromMysql();
}

使用如上方式，我们便可以在实际项目中无侵入的实现业务限流和业务缓存。

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