SpringBoot+Redis：輕松解決海量重復提交問題

作者：一安 2024-03-27 07:55:58

數據庫 Redis

我們新建一個接口，創建token服務，里面主要是兩個方法，一個用來創建token，一個用來驗證token。創建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，為什么要傳request對象呢？

前言

在實際的開發項目中,一個對外暴露的接口往往會面臨很多次請求，這時候需要保證任意多次執行所產生的影響均與一次執行的影響相同。按照這個含義就是對數據庫的影響只能是一次性的，不能重復處理。如何保證其冪等性，通常有以下手段：

數據庫建立唯一性索引，可以保證最終插入數據庫的只有一條數據
token機制，每次接口請求前先獲取一個token，然后再下次請求的時候在請求的header體中加上這個token，后臺進行驗證，如果驗證通過刪除token，下次請求再次判斷token
悲觀鎖或者樂觀鎖，悲觀鎖可以保證每次for update的時候其他sql無法update數據(在數據庫引擎是innodb的時候,select的條件必須是唯一索引，防止鎖全表)
先查詢后判斷，首先通過查詢數據庫是否存在數據，如果存在證明已經請求過了，直接拒絕該請求，如果沒有存在，就證明是第一次進來，直接放行。

Redis實現自動冪等的原理圖：

圖片

一、搭建服務

1、首先是搭建Redis服務器。可參考《如何快速搭建一套生產級MYSQL》利用docker搭建一套測試環境。

2、引入springboot中到的Redis，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

/**
 * 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;

    }

}

二、自定義注解AutoIdempotent

自定義一個注解，定義此注解的主要目的是把它添加在需要實現冪等的方法上，凡是某個方法注解了它，都會實現自動冪等。

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

}

三、token創建和檢驗

1、token服務接口

我們新建一個接口，創建token服務，里面主要是兩個方法，一個用來創建token，一個用來驗證token。創建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，為什么要傳request對象呢？主要作用就是獲取header里面的token，然后檢驗，通過拋出的Exception來獲取具體的報錯信息返回給前端

public interface TokenService {

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

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

}

2、token的服務實現類

token引用了Redis服務，創建token采用隨機算法工具類生成隨機uuid字符串,然后放入到redis中(為了防止數據的冗余保留,這里設置過期時間為10000秒，具體可視業務而定)，如果放入成功，最后返回這個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。這個異常信息可以被攔截器捕捉到，然后返回給前端。

@Service
public class TokenServiceImpl implements TokenService {

    @Autowired
    private RedisService redisService;


    /**
     * 創建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;
    }


    /**
     * 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;
    }
}

四、攔截器的配置

1、實現WebMvcConfigurerAdapter，主要作用就是添加autoIdempotentInterceptor到配置類中，這樣我們到攔截器才能生效，注意使用@Configuration注解，這樣在容器啟動是時候就可以添加進入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);
    }
}

2、攔截處理器：主要的功能是攔截掃描到AutoIdempotent到注解到方法,然后調用tokenService的checkToken()方法校驗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

/**
 * 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, 校驗通過則放行, 校驗失敗則拋出異常, 并通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,否則會被攔截一切請求
        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();
        }
    }

}

五、測試用例

1、模擬業務請求類

首先我們需要通過/get/token路徑通過getToken()方法去獲取具體的token，然后我們調用testIdempotence方法，這個方法上面注解了@AutoIdempotent，攔截器會攔截所有的請求，當判斷到處理的方法上面有該注解的時候，就會調用TokenService中的checkToken()方法，如果捕獲到異常會將異常拋出調用者，下面我們來模擬請求一下：

@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;
    }
}