在分布式系統(tǒng)中，接口冪等性是一個(gè)非常重要的概念，它保證了在同樣的條件下，同一請求的多次執(zhí)行所產(chǎn)生的效果都是相同的。在實(shí)際開發(fā)中，為了防止重復(fù)提交或者重復(fù)操作帶來的問題，我們需要考慮如何實(shí)現(xiàn)接口冪等性。
下面我將介紹如何在 SpringBoot + MySQL + MybatisPlus + Druid 的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)接口冪等性。
- 什么是接口冪等性？
接口冪等性是指，對于相同的輸入，接口的輸出結(jié)果應(yīng)該相同。換句話說，如果接口已經(jīng)處理了一個(gè)請求并返回了結(jié)果，那么在相同的輸入條件下，該接口的后續(xù)請求應(yīng)該返回相同的結(jié)果，而不會產(chǎn)生任何新的副作用。
- 如何實(shí)現(xiàn)接口冪等性？
要實(shí)現(xiàn)接口冪等性，需要考慮以下幾個(gè)方面：
- 請求唯一標(biāo)識：每個(gè)請求都應(yīng)該有一個(gè)唯一的標(biāo)識，可以是請求參數(shù)的組合或者是一個(gè)單獨(dú)的參數(shù)。
- 冪等性校驗(yàn)：每次請求到達(dá)服務(wù)器時(shí)，服務(wù)器需要判斷該請求是否已經(jīng)被處理過，如果已經(jīng)被處理過，則直接返回處理結(jié)果，否則執(zhí)行請求操作，并記錄請求的唯一標(biāo)識，以便后續(xù)的冪等性校驗(yàn)。
在 SpringBoot + MySQL + MybatisPlus + Druid 的環(huán)境下，我們可以通過以下方式實(shí)現(xiàn)接口冪等性：
- 在請求參數(shù)中添加一個(gè)冪等性校驗(yàn)碼（比如 UUID），用于唯一標(biāo)識每個(gè)請求。
- 在請求處理前，先查詢冪等性校驗(yàn)碼是否已經(jīng)存在于數(shù)據(jù)庫中，如果存在則說明該請求已經(jīng)被處理過，直接返回結(jié)果。
- 如果冪等性校驗(yàn)碼不存在于數(shù)據(jù)庫中，則執(zhí)行請求操作，并將冪等性校驗(yàn)碼插入到數(shù)據(jù)庫中。
下面是實(shí)現(xiàn)接口冪等性的示例代碼：
在請求參數(shù)中添加一個(gè)冪等性校驗(yàn)碼：
public class RequestDTO {
private String idempotenceKey;
// other request fields and methods
}在 MybatisPlus 中創(chuàng)建對應(yīng)的實(shí)體類：
@Data
@TableName("idempotence_key")
public class IdempotenceKey {
@TableId(type = IdType.ASSIGN_UUID)
private String id;
private String key;
private Date createTime;
}
在 Controller 中實(shí)現(xiàn)冪等性校驗(yàn)：
@RestController
public class UserController {
@Autowired
private UserService userService;
@PostMapping("/user")
public String createUser(@RequestBody RequestDTO request) {
// 冪等性校驗(yàn)
if (checkIdempotence(request.getIdempotenceKey())) {
return "success";
}
// 執(zhí)行請求操作
userService.createUser(request);
// 插入冪等性校驗(yàn)碼
saveIdempotence(request.getIdempotenceKey());
return "success";
}
}
在 Service 中實(shí)現(xiàn)冪等性校驗(yàn)和插入冪等性校驗(yàn)碼：
@Service
public class UserService {
@Autowired
private IdempotenceKeyMapper idempotenceKeyMapper;
public void createUser(RequestDTO request) {
// 創(chuàng)建用戶
// ...
}
private boolean checkIdempotence(String key) {
IdempotenceKey idempotenceKey = idempotenceKeyMapper.selectOne(new LambdaQueryWrapper<IdempotenceKey>().eq(IdempotenceKey::getKey, key));
return idempotenceKey != null;
}
private void saveIdempotence(String key) {
IdempotenceKey idempotenceKey = new IdempotenceKey();
idempotenceKey.setKey(key);
idempotenceKey.setCreateTime(new Date());
idempotenceKeyMapper.insert(idempotenceKey);
}
}
這里使用了 MybatisPlus 的 LambdaQueryWrapper 進(jìn)行查詢，并使用自動(dòng)生成的 UUID 作為冪等性校驗(yàn)碼。
全局實(shí)現(xiàn)冪等性校驗(yàn)可以使用AOP（面向切面編程）來實(shí)現(xiàn)，在方法執(zhí)行前先進(jìn)行冪等性校驗(yàn)，如果已經(jīng)執(zhí)行過該方法，則直接返回結(jié)果。可以通過自定義注解來標(biāo)記需要進(jìn)行冪等性校驗(yàn)的方法。
以下是一個(gè)簡單的示例代碼：
- 自定義注解 Idempotent：
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Idempotent {
long expireSeconds() default 60;
}
- 編寫 AOP 切面，用于攔截帶有 @Idempotent 注解的方法：
@Aspect
@Component
public class IdempotentAspect {
@Autowired
private IdempotenceKeyMapper idempotenceKeyMapper;
@Pointcut("@annotation(com.example.demo.annotation.Idempotent)")
public void idempotentPointcut() {}
@Around("idempotentPointcut()")
public Object idempotentAround(ProceedingJoinPoint point) throws Throwable {
MethodSignature signature = (MethodSignature) point.getSignature();
Method method = signature.getMethod();
Idempotent idempotent = method.getAnnotation(Idempotent.class);
String key = getKey(point);
if (StringUtils.isBlank(key)) {
throw new RuntimeException("冪等性校驗(yàn)碼不能為空");
}
if (checkIdempotence(key)) {
throw new RuntimeException("請勿重復(fù)操作");
}
saveIdempotence(key, idempotent.expireSeconds());
return point.proceed();
}
private boolean checkIdempotence(String key) {
IdempotenceKey idempotenceKey = idempotenceKeyMapper.selectOne(new LambdaQueryWrapper<IdempotenceKey>().eq(IdempotenceKey::getKey, key));
return idempotenceKey != null;
}
private void saveIdempotence(String key, long expireSeconds) {
IdempotenceKey idempotenceKey = new IdempotenceKey();
idempotenceKey.setKey(key);
idempotenceKey.setCreateTime(new Date());
idempotenceKey.setExpireTime(new Date(System.currentTimeMillis() + expireSeconds * 1000));
idempotenceKeyMapper.insert(idempotenceKey);
}
private String getKey(ProceedingJoinPoint point) {
Object[] args = point.getArgs();
if (args.length == 0) {
return null;
}
return args[0].toString();
}
}
- 在需要進(jìn)行冪等性校驗(yàn)的方法上添加 @Idempotent 注解：
@Service
public class UserService {
@Autowired
private IdempotenceKeyMapper idempotenceKeyMapper;
@Idempotent(expireSeconds = 60)
public void createUser(String username) {
// 創(chuàng)建用戶
// ...
}
}
通過以上方式，在方法執(zhí)行前會先進(jìn)行冪等性校驗(yàn)，如果已經(jīng)執(zhí)行過該方法，則直接返回結(jié)果，不會再次執(zhí)行。
在實(shí)際應(yīng)用中，需要考慮一些特殊情況的處理，以提高冪等性校驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性。下面列舉一些可能遇到的情況：
- 請求超時(shí)處理：由于冪等性校驗(yàn)碼是有過期時(shí)間的，如果客戶端發(fā)起的請求在冪等性校驗(yàn)碼過期后才到達(dá)服務(wù)器，那么該請求就不應(yīng)該再被視為重復(fù)請求。為了解決這個(gè)問題，可以在冪等性校驗(yàn)碼表中記錄請求的時(shí)間戳，并在校驗(yàn)冪等性校驗(yàn)碼時(shí)進(jìn)行時(shí)間戳比較，以判斷請求是否超時(shí)。
在冪等性校驗(yàn)碼表中添加一個(gè)請求時(shí)間戳的字段，將請求時(shí)間戳一并存儲，以便在校驗(yàn)冪等性校驗(yàn)碼時(shí)進(jìn)行時(shí)間戳比較。
CREATE TABLE `idempotent_key` (
`id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主鍵ID',
`key` varchar(128) NOT NULL COMMENT '冪等性校驗(yàn)碼',
`create_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '創(chuàng)建時(shí)間',
`expire_time` datetime NOT NULL COMMENT '過期時(shí)間',
`request_time` datetime NOT NULL COMMENT '請求時(shí)間',
PRIMARY KEY (`id`),
UNIQUE KEY `uk_key` (`key`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='冪等性校驗(yàn)碼表';
在進(jìn)行冪等性校驗(yàn)時(shí)，需要先判斷冪等性校驗(yàn)碼是否過期，如果過期則不再進(jìn)行校驗(yàn)。
public void processRequest() {
String key = generateIdempotentKey();
LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
LocalDateTime expireTime = now.plusMinutes(5);
LocalDateTime requestTime = now;
// 將冪等性校驗(yàn)碼和請求時(shí)間戳存入數(shù)據(jù)庫中
idempotentKeyDao.insert(key, expireTime, requestTime);
// 判斷請求是否過期
LocalDateTime threshold = now.minusMinutes(5);
if (requestTime.isBefore(threshold)) {
// 請求已經(jīng)過期，不再進(jìn)行冪等性校驗(yàn)
return;
}
// 進(jìn)行冪等性校驗(yàn)
boolean success = idempotentKeyDao.checkAndUpdate(key);
if (!success) {
// 冪等性校驗(yàn)失敗
return;
}
// 執(zhí)行業(yè)務(wù)操作
// ...
}- 高并發(fā)下的冪等性校驗(yàn)：在高并發(fā)場景下，多個(gè)請求可能同時(shí)到達(dá)服務(wù)器進(jìn)行冪等性校驗(yàn)，這時(shí)需要保證校驗(yàn)的準(zhǔn)確性和唯一性。可以通過對冪等性校驗(yàn)碼進(jìn)行唯一索引的方式來保證每個(gè)冪等性校驗(yàn)碼只會出現(xiàn)一次，避免多個(gè)請求同時(shí)通過校驗(yàn)。
在冪等性校驗(yàn)碼表的 key 字段上添加唯一索引，以保證每個(gè)冪等性校驗(yàn)碼只會出現(xiàn)一次。
ALTER TABLE `idempotent_key` ADD UNIQUE INDEX `uk_key` (`key`);
在進(jìn)行冪等性校驗(yàn)時(shí)，需要使用數(shù)據(jù)庫的唯一索引進(jìn)行校驗(yàn)。
public boolean checkAndUpdate(String key) {
// 利用數(shù)據(jù)庫的唯一索引保證冪等性校驗(yàn)碼的唯一性
int affectedRows = jdbcTemplate.update(
"UPDATE idempotent_key SET request_count = request_count + 1 WHERE key = ?",
key);
return affectedRows == 1;
}- 冪等性校驗(yàn)碼的重復(fù)利用：在一些場景下，比如一個(gè)請求執(zhí)行失敗需要重試，或者用戶進(jìn)行了一些撤銷操作后需要再次執(zhí)行該操作等，冪等性校驗(yàn)碼可能會被多次使用。為了避免重復(fù)利用同一個(gè)冪等性校驗(yàn)碼導(dǎo)致的校驗(yàn)失效，可以對冪等性校驗(yàn)碼進(jìn)行標(biāo)記，標(biāo)記該校驗(yàn)碼已被使用過，避免再次使用。
在冪等性校驗(yàn)碼表中添加一個(gè) used 字段，標(biāo)記該冪等性校驗(yàn)碼是否已被使用過。
在進(jìn)行冪等性校驗(yàn)時(shí)，需要判斷該冪等性校驗(yàn)碼是否已經(jīng)被使用過，如果已經(jīng)被使用過，則不再進(jìn)行校驗(yàn)。
public boolean checkAndUpdate(String key) {
// 判斷冪等性校驗(yàn)碼是否已經(jīng)被使用過
boolean used = jdbcTemplate.queryForObject(
"SELECT used FROM idempotent_key WHERE key = ?",
Boolean.class,
key);
if (used) {
// 冪等性校驗(yàn)碼已經(jīng)被使用過，不再進(jìn)行校驗(yàn)
return true;
}
// 將冪等性校驗(yàn)碼標(biāo)記為已使用
int affectedRows = jdbcTemplate.update(
"UPDATE idempotent_key SET used = true WHERE key = ?",
key);
return affectedRows == 1;
}- 冪等性校驗(yàn)碼的生成規(guī)則：冪等性校驗(yàn)碼的生成規(guī)則也需要考慮，應(yīng)該根據(jù)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)來確定。可以采用隨機(jī)數(shù)、UUID、請求參數(shù)哈希等方式生成冪等性校驗(yàn)碼。需要保證冪等性校驗(yàn)碼在相同的請求條件下生成的結(jié)果一致。
在分布式環(huán)境下，需要保證不同實(shí)例之間共享冪等性校驗(yàn)碼的狀態(tài)。可以使用 Redis 等分布式緩存來存儲冪等性校驗(yàn)碼狀態(tài)。
public boolean checkAndUpdate(String key) {
// 從 Redis 中獲取冪等性校驗(yàn)碼的狀態(tài)
boolean used = redisTemplate.opsForValue().get(key);
if (used) {
// 冪等性校驗(yàn)碼已經(jīng)被使用過，不再進(jìn)行校驗(yàn)
return true;
}
// 將冪等性校驗(yàn)碼標(biāo)記為已使用
redisTemplate.opsForValue().set(key, true);
// 執(zhí)行業(yè)務(wù)操作
// ...
return true;
}需要注意的是，由于 Redis 中存儲的數(shù)據(jù)可能會被意外刪除或過期，因此在使用 Redis 作為冪等性校驗(yàn)碼狀態(tài)存儲介質(zhì)時(shí)，需要考慮數(shù)據(jù)丟失或過期的情況，確保系統(tǒng)的可靠性和正確性。
