Spring Boot+Redis+ 拦截器 + 自定义 Annotation 实现接口自动幂等

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发布于: 2020 年 07 月 30 日



在实际的开发项目中,一个对外暴露的接口往往会面临很多次请求,我们来解释一下幂等的概念:任意多次执行所产生的影响均与一次执行的影响相同。按照这个含义,最终的含义就是 对数据库的影响只能是一次性的,不能重复处理。如何保证其幂等性,通常有以下手段:



  1. 数据库建立唯一性索引,可以保证最终插入数据库的只有一条数据

  2. token机制,每次接口请求前先获取一个token,然后再下次请求的时候在请求的header体中加上这个token,后台进行验证,如果验证通过删除token,下次请求再次判断token

  3. 悲观锁或者乐观锁,悲观锁可以保证每次for update的时候其他sql无法update数据(在数据库引擎是innodb的时候,select的条件必须是唯一索引,防止锁全表)

  4. 先查询后判断,首先通过查询数据库是否存在数据,如果存在证明已经请求过了,直接拒绝该请求,如果没有存在,就证明是第一次进来,直接放行。

redis实现自动幂等的原理图:





一:搭建redis的服务Api

1:首先是搭建redis服务器。

2:引入springboot中到的redis的stater,或者Spring封装的jedis也可以,后面主要用到的api就是它的set方法和exists方法,这里我们使用springboot的封装好的redisTemplate

/** * redis工具类 */@Componentpublic class RedisService {    @Autowired    private RedisTemplate redisTemplate;    /**     * 写入缓存     * @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;    }    /**     * 写入缓存设置时效时间     * @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;    }    /**     * 判断缓存中是否有对应的value     * @param key     * @return     */    public boolean exists(final String key) {        return redisTemplate.hasKey(key);    }    /**     * 读取缓存     * @param key     * @return     */    public Object get(final String key) {        Object result = null;        ValueOperations<Serializable, Object> operations = redisTemplate.opsForValue();        result = operations.get(key);        return result;    }    /**     * 删除对应的value     * @param key     */    public boolean remove(final String key) {        if (exists(key)) {            Boolean delete = redisTemplate.delete(key);            return delete;        }        return false;    }}

二:自定义注解AutoIdempotent

自定义一个注解,定义此注解的主要目的是把它添加在需要实现幂等的方法上,凡是某个方法注解了它,都会实现自动幂等。后台利用反射如果扫描到这个注解,就会处理这个方法实现自动幂等,使用元注解ElementType.METHOD表示它只能放在方法上,etentionPolicy.RUNTIME表示它在运行时

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

三:token创建和检验

1:token服务接口

我们新建一个接口,创建token服务,里面主要是两个方法,一个用来创建token,一个用来验证token。创建token主要产生的是一个字符串,检验token的话主要是传达request对象,为什么要传request对象呢?主要作用就是获取header里面的token,然后检验,通过抛出的Exception来获取具体的报错信息返回给前端

public interface TokenService {    /**     * 创建token     * @return     */    public  String createToken();    /**     * 检验token     * @param request     * @return     */    public boolean checkToken(HttpServletRequest request) throws Exception;}

2:token的服务实现类

token引用了redis服务,创建token采用随机算法工具类生成随机uuid字符串,然后放入到redis中(为了防止数据的冗余保留,这里设置过期时间为10000秒,具体可视业务而定),如果放入成功,最后返回这个token值。checkToken方法就是从header中获取token到值(如果header中拿不到,就从paramter中获取),如若不存在,直接抛出异常。这个异常信息可以被拦截器捕捉到,然后返回给前端。

@Servicepublic class TokenServiceImpl implements TokenService {    @Autowired    private RedisService redisService;    /**     * 创建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;    }    /**     * 检验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:拦截器的配置

1:web配置类,实现WebMvcConfigurerAdapter,主要作用就是添加autoIdempotentInterceptor到配置类中,这样我们到拦截器才能生效,注意使用@Configuration注解,这样在容器启动是时候就可以添加进入context中

@Configurationpublic class WebConfiguration extends WebMvcConfigurerAdapter {    @Resource   private AutoIdempotentInterceptor autoIdempotentInterceptor;    /**     * 添加拦截器     * @param registry     */    @Override    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {        registry.addInterceptor(autoIdempotentInterceptor);        super.addInterceptors(registry);    }}

2:拦截处理器:主要的功能是拦截扫描到AutoIdempotent到注解到方法,然后调用tokenService的checkToken()方法校验token是否正确,如果捕捉到异常就将异常信息渲染成json返回给前端

/** * 拦截器 */@Componentpublic class AutoIdempotentInterceptor implements HandlerInterceptor {    @Autowired    private TokenService tokenService;    /**     * 预处理     *     * @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标记的扫描        AutoIdempotent methodAnnotation = method.getAnnotation(AutoIdempotent.class);        if (methodAnnotation != null) {            try {                return tokenService.checkToken(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            }catch (Exception ex){                ResultVo failedResult = ResultVo.getFailedResult(101, ex.getMessage());                writeReturnJson(response, JSONUtil.toJsonStr(failedResult));                throw ex;            }        }        //必须返回true,否则会被拦截一切请求        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:测试用例

1:模拟业务请求类

首先我们需要通过/get/token路径通过getToken()方法去获取具体的token,然后我们调用testIdempotence方法,这个方法上面注解了@AutoIdempotent,拦截器会拦截所有的请求,当判断到处理的方法上面有该注解的时候,就会调用TokenService中的checkToken()方法,如果捕获到异常会将异常抛出调用者,下面我们来模拟请求一下:

@RestControllerpublic 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;    }}

2:使用postman请求

首先访问get/token路径获取到具体到token:





利用获取到到token,然后放到具体请求到header中,可以看到第一次请求成功,接着我们请求第二次:





第二次请求,返回到是重复性操作,可见重复性验证通过,再多次请求到时候我们只让其第一次成功,第二次就是失败:





六:总结

本篇博客介绍了使用springboot和拦截器、redis来优雅的实现接口幂等,对于幂等在实际的开发过程中是十分重要的,因为一个接口可能会被无数的客户端调用,如何保证其不影响后台的业务处理,如何保证其只影响数据一次是非常重要的,它可以防止产生脏数据或者乱数据,也可以减少并发量,实乃十分有益的一件事。而传统的做法是每次判断数据,这种做法不够智能化和自动化,比较麻烦。而今天的这种自动化处理也可以提升程序的伸缩性。



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