一个注解实现接口幂等性

java教程 1 年前 0 16

一、什么是幂等性？

简单来说，就是对一个接口执行重复的多次请求，与一次请求所产生的结果是相同的，听起来非常容易理解，但要真正的在系统中要始终保持这个目标，是需要很严谨的设计的，在实际的生产环境下，我们应该保证任何接口都是幂等的，而如何正确的实现幂等，就是本文要讨论的内容。

二、哪些请求天生就是幂等的？

首先，我们要知道查询类的请求一般都是天然幂等的，除此之外，删除请求在大多数情况下也是幂等的，但是ABA场景下除外。

举一个简单的例子

比如，先请求了一次删除A的操作，但由于响应超时，又自动请求了一次删除A的操作，如果在两次请求之间，又插入了一次A，而实际上新插入的这一次A，是不应该被删除的，这就是ABA问题，不过，在大多数业务场景中，ABA问题都是可以忽略的。

除了查询和删除之外，还有更新操作，同样的更新操作在大多数场景下也是天然幂等的，其例外是也会存在ABA的问题，更重要的是，比如执行update table set a = a + 1 where v = 1这样的更新就非幂等了。

最后，就还剩插入了，插入大多数情况下都是非幂等的，除非是利用数据库唯一索引来保证数据不会重复产生。

三、为什么需要幂等

1.超时重试

当发起一次RPC请求时，难免会因为网络不稳定而导致请求失败，一般遇到这样的问题我们希望能够重新请求一次，正常情况下没有问题，但有时请求实际上已经发出去了，只是在请求响应时网络异常或者超时，此时，请求方如果再重新发起一次请求，那被请求方就需要保证幂等了。

2.异步回调

异步回调是提升系统接口吞吐量的一种常用方式，很明显，此类接口一定是需要保证幂等性的。

3.消息队列

现在常用的消息队列框架，比如：Kafka、RocketMQ、RabbitMQ在消息传递时都会采取At least once原则（也就是至少一次原则，在消息传递时，不允许丢消息，但是允许有重复的消息），既然消息队列不保证不会出现重复的消息，那消费者自然要保证处理逻辑的幂等性了。

四、实现幂等的关键因素

关键因素1

幂等唯一标识，可以叫它幂等号或者幂等令牌或者全局ID，总之就是客户端与服务端一次请求时的唯一标识，一般情况下由客户端来生成，也可以让第三方来统一分配。

关键因素2

有了唯一标识以后，服务端只需要确保这个唯一标识只被使用一次即可，一种常见的方式就是利用数据库的唯一索引。

五、注解实现幂等性

下面演示一种利用Redis来实现的方式。

推荐一个开源免费的 Spring Boot 实战项目：

https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice

1.自定义注解

import java.lang.annotation.ElementType;import java.lang.annotation.Retention;import java.lang.annotation.RetentionPolicy;import java.lang.annotation.Target;@Target(value = ElementType.METHOD)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface Idempotent { /** * 参数名，表示将从哪个参数中获取属性值。 * 获取到的属性值将作为KEY。 * * @return */ String name() default ""; /** * 属性，表示将获取哪个属性的值。 * * @return */ String field() default ""; /** * 参数类型 * * @return */ Class type();}

2.统一的请求入参对象

@Datapublic class RequestData<T> { private Header header; private T body;}@Datapublic class Header { private String token;}@Datapublic class Order { String orderNo;}

3.AOP处理

import com.springboot.micrometer.annotation.Idempotent;import com.springboot.micrometer.entity.RequestData;import com.springboot.micrometer.idempotent.RedisIdempotentStorage;import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;import org.aspectj.lang.annotation.Around;import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;import org.aspectj.lang.reflect.MethodSignature;import org.springframework.stereotype.Component;import javax.annotation.Resource;import java.lang.reflect.Method;import java.util.Map;@Aspect@Componentpublic class IdempotentAspect { @Resource private RedisIdempotentStorage redisIdempotentStorage; @Pointcut("@annotation(com.springboot.micrometer.annotation.Idempotent)") public void idempotent() { } @Around("idempotent()") public Object methodAround(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable { MethodSignature signature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature(); Method method = signature.getMethod(); Idempotent idempotent = method.getAnnotation(Idempotent.class); String field = idempotent.field(); String name = idempotent.name(); Class clazzType = idempotent.type(); String token = ""; Object object = clazzType.newInstance(); Map<String, Object> paramValue = AopUtils.getParamValue(joinPoint); if (object instanceof RequestData) { RequestData idempotentEntity = (RequestData) paramValue.get(name); token = String.valueOf(AopUtils.getFieldValue(idempotentEntity.getHeader(), field)); } if (redisIdempotentStorage.delete(token)) { return joinPoint.proceed(); } return "重复请求"; }}import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;import org.aspectj.lang.reflect.CodeSignature;import java.lang.reflect.Field;import java.util.HashMap;import java.util.Map;public class AopUtils { public static Object getFieldValue(Object obj, String name) throws Exception { Field[] fields = obj.getClass().getDeclaredFields(); Object object = null; for (Field field : fields) { field.setAccessible(true); if (field.getName().toUpperCase().equals(name.toUpperCase())) { object = field.get(obj); break; } } return object; } public static Map<String, Object> getParamValue(ProceedingJoinPoint joinPoint) { Object[] paramValues = joinPoint.getArgs(); String[] paramNames = ((CodeSignature) joinPoint.getSignature()).getParameterNames(); Map<String, Object> param = new HashMap<>(paramNames.length); for (int i = 0; i < paramNames.length; i++) { param.put(paramNames[i], paramValues[i]); } return param; }}

4.Token值生成

import com.springboot.micrometer.idempotent.RedisIdempotentStorage;import com.springboot.micrometer.util.IdGeneratorUtil;import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;import javax.annotation.Resource;@RestController@RequestMapping("/idGenerator")public class IdGeneratorController { @Resource private RedisIdempotentStorage redisIdempotentStorage; @RequestMapping("/getIdGeneratorToken") public String getIdGeneratorToken() { String generateId = IdGeneratorUtil.generateId(); redisIdempotentStorage.save(generateId); return generateId; }}public interface IdempotentStorage { void save(String idempotentId); boolean delete(String idempotentId);}import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;import org.springframework.stereotype.Component;import javax.annotation.Resource;import java.io.Serializable;import java.util.concurrent.TimeUnit;@Componentpublic class RedisIdempotentStorage implements IdempotentStorage { @Resource private RedisTemplate<String, Serializable> redisTemplate; @Override public void save(String idempotentId) { redisTemplate.opsForValue().set(idempotentId, idempotentId, 10, TimeUnit.MINUTES); } @Override public boolean delete(String idempotentId) { return redisTemplate.delete(idempotentId); }}import java.util.UUID;public class IdGeneratorUtil { public static String generateId() { return UUID.randomUUID().toString(); }}

5. 请求示例

调用接口之前，先申请一个token，然后带着服务端返回的token值，再去请求。

import com.springboot.micrometer.annotation.Idempotent;import com.springboot.micrometer.entity.Order;import com.springboot.micrometer.entity.RequestData;import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;@RestController@RequestMapping("/order")public class OrderController { @RequestMapping("/saveOrder") @Idempotent(name = "requestData", type = RequestData.class, field = "token") public String saveOrder(@RequestBody RequestData<Order> requestData) { return "success"; }}

请求获取token值。