接口幂等性案例

最新推荐文章于 2024-04-07 16:14:37 发布

繁嬅丶落尽

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文章标签：后端

原文链接：https://www.zhihu.com/question/485968894

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本文介绍了如何在SpringBoot项目中设计和实现API接口的幂等性，涉及Token创建、验证机制，以及针对不同业务场景的策略选择，如使用Redis存储和验证Token，以及唯一主键、乐观锁和防重Token方案的应用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

API 接口的幂等性如何设计？
1、创建与验证 Token 工具类
创建用于操作Token相关的Service类，里面存在Token创建与验证方法，其中:

Token创建方法：使用UUID工具创建Token串，设置以"idempotent_token:" +"Token串"作为Key，以用户信息当成Value，将信息存入Redis中。
Token验证方法：接收Token串参数，加上Key前缀形成Key，再传入 value值，执行Lua表达式(Lua表达式能保证命令执行的原子性)进行查找对应Key与删除操作。执行完成后验证命令的返回结果，如果结果不为空且非0，则验证成功，否则失败。

@Slf4j
@Service
public class TokenUtilService {

    @Autowired
    private StringRedisTemplate redisTemplate;

    /**
     * 存入 Redis 的 Token 键的前缀
     */
    private static final String IDEMPOTENT_TOKEN_PREFIX = "idempotent_token:";

    /**
     * 创建 Token 存入 Redis，并返回该 Token
     *
     * @param value 用于辅助验证的 value 值
     * @return 生成的 Token 串
     */
    public String generateToken(String value) {
        // 实例化生成 ID 工具对象
        String token = UUID.randomUUID().toString();
        // 设置存入 Redis 的 Key
        String key = IDEMPOTENT_TOKEN_PREFIX + token;
        // 存储 Token 到 Redis，且设置过期时间为5分钟
        redisTemplate.opsForValue().set(key, value, 5, TimeUnit.MINUTES);
        // 返回 Token
        return token;
    }

    /**
     * 验证 Token 正确性
     *
     * @param token token 字符串
     * @param value value 存储在Redis中的辅助验证信息
     * @return 验证结果
     */
    public boolean validToken(String token, String value) {
        // 设置 Lua 脚本，其中 KEYS[1] 是 key，KEYS[2] 是 value
        String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == KEYS[2] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
        RedisScript<Long> redisScript = new DefaultRedisScript<>(script, Long.class);
        // 根据 Key 前缀拼接 Key
        String key = IDEMPOTENT_TOKEN_PREFIX + token;
        // 执行 Lua 脚本
        Long result = redisTemplate.execute(redisScript, Arrays.asList(key, value));
        // 根据返回结果判断是否成功成功匹配并删除 Redis 键值对，若果结果不为空和0，则验证通过
        if (result != null && result != 0L) {
            log.info("验证 token={},key={},value={} 成功", token, key, value);
            return true;
        }
        log.info("验证 token={},key={},value={} 失败", token, key, value);
        return false;
    }

}

2、创建测试的 Controller 类
创建用于测试的 Controller 类，里面有获取 Token 与测试接口幂等性的接口，内容如下：

@Slf4j
@RestController
public class TokenController {

    @Autowired
    private TokenUtilService tokenService;

    /**
     * 获取 Token 接口
     *
     * @return Token 串
     */
    @GetMapping("/token")
    public String getToken() {
        // 获取用户信息（这里使用模拟数据）
        // 注：这里存储该内容只是举例，其作用为辅助验证，使其验证逻辑更安全，如这里存储用户信息，其目的为:
        // - 1)、使用"token"验证 Redis 中是否存在对应的 Key
        // - 2)、使用"用户信息"验证 Redis 的 Value 是否匹配。
        String userInfo = "mydlq";
        // 获取 Token 字符串，并返回
        return tokenService.generateToken(userInfo);
    }

    /**
     * 接口幂等性测试接口
     *
     * @param token 幂等 Token 串
     * @return 执行结果
     */
    @PostMapping("/test")
    public String test(@RequestHeader(value = "token") String token) {
        // 获取用户信息（这里使用模拟数据）
        String userInfo = "mydlq";
        // 根据 Token 和与用户相关的信息到 Redis 验证是否存在对应的信息
        boolean result = tokenService.validToken(token, userInfo);
        // 根据验证结果响应不同信息
        return result ? "正常调用" : "重复调用";
    }

}

3、创建 SpringBoot 启动引导类

@SpringBootApplication
public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }

}

4、写测试类进行测试
写个测试类进行测试，多次访问同一个接口，测试是否只有第一次能否执行成功。

@Slf4j
@SpringBootTest
@RunWith(SpringRunner.class)
public class IdempotenceTest {

    @Autowired
    private WebApplicationContext webApplicationContext;

    @Test
    public void interfaceIdempotenceTest() throws Exception {
        // 初始化 MockMvc
        MockMvc mockMvc = MockMvcBuilders.webAppContextSetup(webApplicationContext).build();
        // 调用获取 Token 接口
        String token = mockMvc.perform(MockMvcRequestBuilders.get("/token")
                .accept(MediaType.TEXT_HTML))
                .andReturn()
                .getResponse().getContentAsString();
        log.info("获取的 Token 串：{}", token);
        // 循环调用 5 次进行测试
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            log.info("第{}次调用测试接口", i);
            // 调用验证接口并打印结果
            String result = mockMvc.perform(MockMvcRequestBuilders.post("/test")
                    .header("token", token)
                    .accept(MediaType.TEXT_HTML))
                    .andReturn().getResponse().getContentAsString();
            log.info(result);
            // 结果断言
            if (i == 0) {
                Assert.assertEquals(result, "正常调用");
            } else {
                Assert.assertEquals(result, "重复调用");
            }
        }
    }

}

测试结果如下：

[main] IdempotenceTest:  获取的 Token 串：980ea707-ce2e-456e-a059-0a03332110b4
[main] IdempotenceTest:  第1次调用测试接口
[main] IdempotenceTest:  正常调用
[main] IdempotenceTest:  第2次调用测试接口
[main] IdempotenceTest:  重复调用
[main] IdempotenceTest:  第3次调用测试接口
[main] IdempotenceTest:  重复调用
[main] IdempotenceTest:  第4次调用测试接口
[main] IdempotenceTest:  重复调用
[main] IdempotenceTest:  第5次调用测试接口
[main] IdempotenceTest:  重复调用

总结
幂等性是开发当中很常见也很重要的一个需求，尤其是支付、订单等与金钱挂钩的服务，保证接口幂等性尤其重要。在实际开发中，我们需要针对不同的业务场景我们需要灵活的选择幂等性的实现方式：

对于下单等存在唯一主键的，可以使用“唯一主键方案”的方式实现。对于更新订单状态等相关的更新场景操作，使用“乐观锁方案”实现更为简单。
对于上下游这种，下游请求上游，上游服务可以使用“下游传递唯一序列号方案”更为合理。
类似于前端重复提交、重复下单、没有唯一ID号的场景，可以通过 Token 与 Redis 配合的“防重 Token 方案”实现更为快捷。
上面只是给与一些建议，再次强调一下，实现幂等性需要先理解自身业务需求，根据业务逻辑来实现这样才合理，处理好其中的每一个结点细节，完善整体的业务流程设计，才能更好的保证系统的正常运行。