接口幂等性问题和常见解决方案

1.什么是接口幂等性问题
- 1.1 会产生接口幂等性的问题
- 1.2 解决思路
2.接口幂等性的解决方案
- 2.1 唯一索引解决方案
- 2.2 乐观锁解决方案
- 2.3 分布式锁解决方案
- 2.4 Token解决方案(最优方案)

1.什么是接口幂等性问题

幂等性: 用户同一操作发起的一次或多次请求的结果是一致的

在增删改查4个操作中, 查询不会修改数据, 删除进行一次或者多次的产生的结果一致, 所以只需要关注修改和新增操作, 修改和新增在重复提交的场景下会产生接口幂等性问题

1.1 会产生接口幂等性的问题

定时任务重复执行
使用了失效或超时的重试机制, 发起的重试
第三方平台的接口, 因为异常导致多次异步回调
中间件、应用服务根据自身特性, 也有可能进行重试
使用浏览器后退按钮重复之前的操作, 导致重复提交表单
网络波动等异常, 未收到反馈后发起重复请求, 页面重复刷新
用户在使用的时候无意多次点击（重复操作），或者没有响应而导致多次下单或者交易。

1.2 解决思路

解决思路分为两个方向:

客户端防止重复调用
服务端防止重复调用

2.接口幂等性的解决方案

2.1 唯一索引解决方案

根据业务需求, 对数据表中字段设置唯一索引, 可以是单一索引, 也可以是联合索引, 防止新增时出现脏数据

例如: 新增用户数据, 具体流程:

给表中的手机号设置唯一索引
第一次请求, 插入成功
后续请求, 抛出唯一索引冲突异常(DuplicateKeyException), 插入失败

优缺点: 操作简单, 只要对字段建立唯一索引即可, 但是只适用于新增操作, 而且效率不高, 基于数据库机制去防止重复新增, 相当于把压力都给到了数据库, 在高并发情况下会出现性能问题

2.2 乐观锁解决方案

根据业务需求, 给数据表添加一个版本字段(version), 执行更新操作时, 比较版本号. 如果版本号相同, 则可以更新成功, 并在更新时增加版本号, 如果版本号不同, 则更新失败

例如: 更新账户余额, 具体流程:

给表中添加版本号字段(version), 默认为0
第一次请求, 开启事务, 将id为1的用户的账户余额+10

start transaction;
update account set money = money + 10, version = version + 1 where id = 1 and version = 1;

第二次请求, 开启事务, 将id为1的用户的账户余额更新-20

start transaction;
update account set money = money - 20, version = version + 1 where id = 1 and version = 1;

第一次请求, 提交事务, 更新成功
第二次请求, 提交事务, 更新失败, 因为version = 1这个条件已经不符合了

缺点:

只适用于更新操作
无法完全保证幂等性, 例如第一个请求已经完成并提交事务, 那么第二个请求即使是相同的请求, 仍然会修改数据

2.3 分布式锁解决方案

这里演示使用Redis + 自定义注解 + AOP解决

浏览器请求接口时, 携带一个唯一标识(前端生成, 可以是UUID或者类似的唯一标识符), 短时间内重复点击, 唯一标识相同
将唯一标识缓存到Redis中, 并设置超时时间, 例如500毫秒
第一次请求, 设置成功(setNx方法), 继续操作数据
第二次请求, 设置失败, 代表已经有线程在执行同一个请求了, 直接返回, 不进行重复操作

代码实现:

自定义注解(实现更灵活的接口幂等性校验)

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Idempotent {/*** 过期时长（毫秒）*/long expire();
}

针对添加了Idempotent注解的接口, 进行AOP

@Aspect
@Component
@Slf4j
public class IdempotentAspect{@Resourceprivate RedisTemplate<String,String> redisTemplate;@Pointcut("@annotation(com.itheima.annotation.Idempotent)")public void execute(){}@Around("execute()")public Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint) {HttpServletRequest request =((ServletRequestAttributes)RequestContextHolder.getRequestAttributes()).getRequest();// 获取本次请求唯一标识String token = request.getHeader("token");// 获取注解对象Idempotent annotation = method.getAnnotation(Idempotent.class);// 缓存设置(setNx方法), key为唯一标识, value为随机值, 过期时间为注解的设置, 单位是毫秒Boolean b = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(redisKey, "1", nnotation.expireMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS);if (b != null && b) {// 放行, 执行业务方法Object obj = joinPoint.proceed();// 删除缓存redisTemplate.opsForValue().delete(redisKey);return obj;}else {// 友好提示 throw new RuntimeException("您操作的太快，请稍后再试");;}}
}