java token实现接口幂等性 java接口幂等性设计

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angel 2024-06-13 16:34:13

文章标签 java token实现接口幂等性 java 数据库大数据幂等性 文章分类 Java 后端开发

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。

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