SpringBoot整合Redis开发 - SpringBoot Redis 注解拦截器来实现接口幂等性校验 - 《Java 笔记》

一、概念
二、常见解决方案
三、实现选择
四、实现思路
五、项目简介
六、代码实现
七、测试验证
八、注意点(非常重要)
九、总结

幂等性 SpringBoot Redis 注解拦截器

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、实现选择
这里采用第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

六、代码实现

pom依赖

<!-- 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

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPool;
@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);
      }
  }
  /**
   * 设值
   *
   * @param key
   * @param value
   * @param expireTime 过期时间, 单位: s
   * @return
   */
  public String set(String key, String value, int expireTime) {
      Jedis jedis = null;
      try {
          jedis = getJedis();
          return jedis.setex(key, expireTime, value);
      } catch (Exception e) {
          log.error("set key:{} value:{} expireTime:{} error", key, value, expireTime, e);
          return null;
      } finally {
          close(jedis);
      }
  }
  /**
   * 取值
   *
   * @param key
   * @return
   */
  public String get(String key) {
      Jedis jedis = null;
      try {
          jedis = getJedis();
          return jedis.get(key);
      } catch (Exception e) {
          log.error("get key:{} error", key, e);
          return null;
      } finally {
          close(jedis);
      }
  }
  /**
   * 删除key
   *
   * @param key
   * @return
   */
  public Long del(String key) {
      Jedis jedis = null;
      try {
          jedis = getJedis();
          return jedis.del(key.getBytes());
      } catch (Exception e) {
          log.error("del key:{} error", key, e);
          return null;
      } finally {
          close(jedis);
      }
  }
  /**
   * 判断key是否存在
   *
   * @param key
   * @return
   */
  public Boolean exists(String key) {
      Jedis jedis = null;
      try {
          jedis = getJedis();
          return jedis.exists(key.getBytes());
      } catch (Exception e) {
          log.error("exists key:{} error", key, e);
          return null;
      } finally {
          close(jedis);
      }
  }
  /**
   * 设值key过期时间
   *
   * @param key
   * @param expireTime 过期时间, 单位: s
   * @return
   */
  public Long expire(String key, int expireTime) {
      Jedis jedis = null;
      try {
          jedis = getJedis();
          return jedis.expire(key.getBytes(), expireTime);
      } catch (Exception e) {
          log.error("expire key:{} error", key, e);
          return null;
      } finally {
          close(jedis);
      }
  }
  /**
   * 获取剩余时间
   *
   * @param key
   * @return
   */
  public Long ttl(String key) {
      Jedis jedis = null;
      try {
          jedis = getJedis();
          return jedis.ttl(key);
      } catch (Exception e) {
          log.error("ttl key:{} error", key, e);
          return null;
      } finally {
          close(jedis);
      }
  }
  private void close(Jedis jedis) {
      if (null != jedis) {
          jedis.close();
      }
  }
}

自定义注解`@ApiIdempotent`

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
/**
* 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

import com.wangzaiplus.test.annotation.ApiIdempotent;
import com.wangzaiplus.test.service.TokenService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.method.HandlerMethod;
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;
import org.springframework.web.servlet.ModelAndView;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* 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

import com.wangzaiplus.test.common.Constant;
import com.wangzaiplus.test.common.ResponseCode;
import com.wangzaiplus.test.common.ServerResponse;
import com.wangzaiplus.test.exception.ServiceException;
import com.wangzaiplus.test.service.TokenService;
import com.wangzaiplus.test.util.JedisUtil;
import com.wangzaiplus.test.util.RandomUtil;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.apache.commons.lang3.text.StrBuilder;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
@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

import com.wangzaiplus.test.interceptor.ApiIdempotentInterceptor;
import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.web.cors.CorsConfiguration;
import org.springframework.web.cors.UrlBasedCorsConfigurationSource;
import org.springframework.web.filter.CorsFilter;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurerAdapter;
@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();
  }
}

七、测试验证

1、获取token的控制器TokenController

import com.wangzaiplus.test.common.ServerResponse;
import com.wangzaiplus.test.service.TokenService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
@RequestMapping("/token")
public class TokenController {
  @Autowired
  private TokenService tokenService;
  @GetMapping
  public ServerResponse token() {
      return tokenService.createToken();
  }
}

2、TestController

:::danger 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 :::

import com.wangzaiplus.test.annotation.ApiIdempotent;
import com.wangzaiplus.test.common.ServerResponse;
import com.wangzaiplus.test.service.TestService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
@RequestMapping("/test")
@Slf4j
public class TestController {
  @Autowired
  private TestService testService;
  @ApiIdempotent
  @PostMapping("testIdempotence")
  public ServerResponse testIdempotence() {
      return testService.testIdempotence();
  }
}

3、获取token

GET http://localhost:8080/token

返回结果

{
"status": 0,
"msg": "token:gQi6iFJleuJ3J7MF55yoY7el",
"data": null
}

查看redis保存的Token

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)

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。

SpringBoot Redis 注解 拦截器来实现接口幂等性校验

一、概念

二、常见解决方案

三、实现选择

四、实现思路

五、项目简介