SpringBoot+Redis實(shí)現(xiàn)接口冪等性

1.簡(jiǎn)介

在實(shí)際的開發(fā)項(xiàng)目中,一個(gè)對(duì)外暴露的接口往往會(huì)面臨很多次請(qǐng)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(gè)含義，最終的含義就是 對(duì)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(jī)制，每次接口請(qǐng)求前先獲取一個(gè)token，然后再下次請(qǐng)求的時(shí)候在請(qǐng)求的header體中加上這個(gè)token，后臺(tái)進(jìn)行驗(yàn)證，如果驗(yàn)證通過刪除token，下次請(qǐng)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(shí)候其他sql無法update數(shù)據(jù)(在數(shù)據(jù)庫引擎是innodb的時(shí)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(qǐng)求過了，直接拒絕該請(qǐng)求，如果沒有存在，就證明是第一次進(jìn)來，直接放行。

redis實(shí)現(xiàn)自動(dòng)冪等的原理圖：

image-20200416153200850.png

2.實(shí)現(xiàn)過程

  • 引入meavn依賴

            <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
        </dependency>

  • spring配置文件寫入

    server.port=8080
core.datasource.druid.enabled=true
core.datasource.druid.url=jdbc:mysql://192.168.1.225:3306/?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8
core.datasource.druid.username=root
core.datasource.druid.password=
core.redis.enabled=true
spring.redis.host=192.168.1.225 #本機(jī)的redis地址
spring.redis.port=16379
spring.redis.database=3
spring.redis.jedis.pool.max-active=10
spring.redis.jedis.pool.max-idle=10
spring.redis.jedis.pool.max-wait=5s
spring.redis.jedis.pool.min-idle=10

  • 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

    package cn.smallmartial.demo.utils;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.core.ValueOperations;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.io.Serializable;
import java.util.Objects;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * @Author smallmartial
 * @Date 2020/4/16
 * @Email smallmarital@qq.com
 */
@Component
public class RedisUtil {

    @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(shè)置時(shí)間
     *
     * @param key
     * @param value
     * @param expireTime
     * @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;
    }

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

    }

    /**
     * 判斷key是否存在
     *
     * @param key
     * @return
     */
    public boolean exists(final String key) {
        boolean result = false;
        ValueOperations<Serializable, Object> operations = redisTemplate.opsForValue();
        if (Objects.nonNull(operations.get(key))) {
            result = true;
        }
        return result;
    }


}

  • 自定義注解AutoIdempotent

    自定義一個(gè)注解，定義此注解的主要目的是把它添加在需要實(shí)現(xiàn)冪等的方法上，凡是某個(gè)方法注解了它，都會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)冪等。后臺(tái)利用反射如果掃描到這個(gè)注解，就會(huì)處理這個(gè)方法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(yùn)行時(shí)

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

  • toKen的創(chuàng)建和實(shí)現(xiàn)

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

    public interface TokenService {

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

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

}

    token的服務(wù)實(shí)現(xiàn)類：token引用了redis服務(wù)，創(chuàng)建token采用隨機(jī)算法工具類生成隨機(jī)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(shí)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(gè)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(gè)異常信息可以被攔截器捕捉到，然后返回給前端。

    package cn.smallmartial.demo.service.impl;

import cn.smallmartial.demo.bean.RedisKeyPrefix;
import cn.smallmartial.demo.bean.ResponseCode;
import cn.smallmartial.demo.exception.ApiResult;
import cn.smallmartial.demo.exception.BusinessException;
import cn.smallmartial.demo.service.TokenService;
import cn.smallmartial.demo.utils.RedisUtil;
import io.netty.util.internal.StringUtil;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.util.StringUtils;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import java.util.Random;
import java.util.UUID;

/**
 * @Author smallmartial
 * @Date 2020/4/16
 * @Email smallmarital@qq.com
 */
@Service
public class TokenServiceImpl implements TokenService {
    @Autowired
    private RedisUtil redisService;

    /**
     * 創(chuàng)建token
     *
     * @return
     */
    @Override
    public String createToken() {
        String str = UUID.randomUUID().toString().replace("-", "");
        StringBuilder token = new StringBuilder();
        try {
            token.append(RedisKeyPrefix.TOKEN_PREFIX).append(str);
            redisService.setEx(token.toString(), token.toString(), 10000L);
            boolean empty = StringUtils.isEmpty(token.toString());
            if (!empty) {
                return token.toString();
            }
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

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

        String token = request.getHeader(RedisKeyPrefix.TOKEN_NAME);
        if (StringUtils.isEmpty(token)) {// header中不存在token
            token = request.getParameter(RedisKeyPrefix.TOKEN_NAME);
            if (StringUtils.isEmpty(token)) {// parameter中也不存在token
                throw new BusinessException(ApiResult.BADARGUMENT);
            }
        }

        if (!redisService.exists(token)) {
            throw new BusinessException(ApiResult.REPETITIVE_OPERATION);
        }

        boolean remove = redisService.remove(token);
        if (!remove) {
            throw new BusinessException(ApiResult.REPETITIVE_OPERATION);
        }
        return true;
    }
}

  • 攔截器的配置

    @Configuration
public class WebMvcConfiguration extends WebMvcConfigurationSupport {

    @Bean
    public AuthInterceptor authInterceptor() {
        return new AuthInterceptor();
    }

    /**
     * 攔截器配置
     *
     * @param registry
     */
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(authInterceptor());
//                .addPathPatterns("/ksb/**")
//                .excludePathPatterns("/ksb/auth/**", "/api/common/**", "/error", "/api/*");
        super.addInterceptors(registry);
    }

    @Override
    public void addResourceHandlers(ResourceHandlerRegistry registry) {
        registry.addResourceHandler("/**").addResourceLocations(
                "classpath:/static/");
        registry.addResourceHandler("swagger-ui.html").addResourceLocations(
                "classpath:/META-INF/resources/");
        registry.addResourceHandler("/webjars/**").addResourceLocations(
                "classpath:/META-INF/resources/webjars/");
        super.addResourceHandlers(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(yàn)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

    @Slf4j
public class AuthInterceptor extends HandlerInterceptorAdapter {

    @Autowired
    private TokenService tokenService;

    @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(yàn), 校驗(yàn)通過則放行, 校驗(yàn)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) {
                throw new BusinessException(ApiResult.REPETITIVE_OPERATION);
            }
        }
        return true;
    }

}

  • 測(cè)試用例

模擬業(yè)務(wù)請(qǐng)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(gè)方法上面注解了@AutoIdempotent，攔截器會(huì)攔截所有的請(qǐng)求，當(dāng)判斷到處理的方法上面有該注解的時(shí)候，就會(huì)調(diào)用TokenService中的checkToken()方法，如果捕獲到異常會(huì)將異常拋出調(diào)用者，下面我們來模擬請(qǐng)求一下：

/**
 * @Author smallmartial
 * @Date 2020/4/16
 * @Email smallmarital@qq.com
 */
@RestController
public class BusinessController {


    @Autowired
    private TokenService tokenService;

    @GetMapping("/get/token")
    public Object  getToken(){
        String token = tokenService.createToken();
        return ResponseUtil.ok(token) ;
    }


    @AutoIdempotent
    @GetMapping("/test/Idempotence")
    public Object testIdempotence() {
        String token = "接口冪等性測(cè)試";
        return ResponseUtil.ok(token) ;
    }
}

首先訪問get/token路徑獲取到具體到token

image-20200416154317162.png

利用獲取到到token,然后放到具體請(qǐng)求到header中,可以看到第一次請(qǐng)求成功，接著我們請(qǐng)求第二次：


image-20200416154404970.png

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

image-20200416154442469.png

3.總結(jié)

本篇博客介紹了使用springboot和攔截器、redis來優(yōu)雅的實(shí)現(xiàn)接口冪等，對(duì)于冪等在實(shí)際的開發(fā)過程中是十分重要的，因?yàn)橐粋€(gè)接口可能會(huì)被無數(shù)的客戶端調(diào)用，如何保證其不影響后臺(tái)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(shí)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(dòng)化，比較麻煩。而今天的這種自動(dòng)化處理也可以提升程序的伸縮性。

源碼地址：https://github.com/smallmartial/springbootdemo/tree/master/springbootredis

最后編輯于 ：
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