01-幂等性解释,问题及常用解决方案

目录

1. 幂等性简介

2.  后端如何解决幂等性问题

2.1 数据库层面

-> 2.1.1 防重表 

-> 2.1.2 数据库悲观锁(不建议,容易出现死锁情况) 

-> 2.1.3 数据库乐观锁 

-> 2.1.4 乐观锁CAS算法原理

2.2 锁层面

2.3 幂等性token层面

-> 2.3.1 简介文字描述: 

-> 2.3.2 简介图示:  

​编辑

-> 2.3.3 创建注解

-> 2.3.4  创建请求拦截器

----->方案一: 使用incr保证原子性

----->方案一代码: 拦截器

====>方案二: 使用分布式锁, 这篇文章暂不介绍

-> 2.3.5 获取幂等token代码

-> 2.3.6 接口测试

-> 2.3.7 使用测试工具进行测试

 -> 2.3.8 幂等校验token的优,缺点

-----> 2.3.8.1 使用的优点: 

-----> 2.3.8.2 使用的缺点: 

3. 前端如何操作来避免幂等问题 

-> 3.1前端防重

-> 3.2 PRG模式

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1. 幂等性简介

分布式或微服务思想实现系统架构设计中, 服务相互调用，可能存在服务调用延迟或失败情况。服务端可能会进行多次点击提交。如果这样请求多次的话，那最终处理的数据结果就一定要保证统一，如 订单创建,支付扣款,库存扣减,物流发货等。此时就需要通过保证业务幂等性方案来完成。

2.  后端如何解决幂等性问题

2.1 数据库层面

-> 2.1.1 防重表 

创建唯一索引: 多用于详情信息, 个人账户等业务,如果并发情况下出现多条,数据库报异常

 创建唯一组合索引: 可以创建组合索引来保证唯一性

-> 2.1.2 数据库悲观锁(不建议,容易出现死锁情况) 

加入悲观锁, for update, 有主键索引/明确索引就是行锁, 不然就是表锁

文章介绍跳转: -> mysql for update 详细介绍

-> 2.1.3 数据库乐观锁 

占用数据库资源, 需要有版本号, 先查询版本号作为老的版本(oldVersion)存起来, 进行修改操作, 然后把这个值也进行修改+1 条件是version= oldVersion, 如果version不正确 修改失败

version= 5  100个线程同时取到5  其中一个修改成功version=6, 则其他99个失败

-> 2.1.4 乐观锁CAS算法原理

简介: compare and swap:比较与交换 , 核心即为 冲突检测和数据更新

文章介绍跳转: ->

2.2 锁层面

锁系列文章跳转(待定) -> 

2.3 幂等性token层面

-> 2.3.1 简介文字描述: 

        1. 先制作幂等性token生成器, 创建token

        2. 创建注解, 写入默认值 表示是否开启校验

        3. 写拦截器 判断接口上是否有注解 如果没有,放行

        4. 有注解的, 判断请求头中是否存在幂等token, 不存在 拦截请求

        5. 存在, 判断幂等token真实性(是否过期), 不存在或incr数值异常 删除幂等token   拦截请求

        6. 一切正常,删除token,放行请求, 进入controller

-> 2.3.2 简介图示:  

-> 2.3.3 创建注解

package *;import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;/*** 幂等性校验* 需要多线程测试后* 查出是否需要优化* @author pzy* @version 0.1.1 测试版本*/
@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface ApiIdempotentAnn {boolean value() default true;
}

-> 2.3.4  创建请求拦截器

----->方案一: 使用incr保证原子性

简介: Redis 的 INCR 命令可以将存储在指定键中的数字值增加 1。INCR 命令是一个原子性操作, 意味着它在执行过程中不会被中断。 例如,假设您有一个名为 "counter" 的键,存储的值为 0。如果您使用 INCR 命令将其 增加 1,那么这个键的值就会变为 1。如果再次使用 INCR 命令将其增加 1,那么这个键的值 就会变为 2。 由于INCR 命令是原子性的,因此可以在并发环境下使用

----->方案一代码: 拦截器

package *;import *;
import *;
import *;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.core.annotation.Order;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.method.HandlerMethod;
import org.springframework.web.servlet.handler.HandlerInterceptorAdapter;import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.PrintWriter;
import java.lang.reflect.Method;import static com.aisce.common.constant.RedisKeyConstants.IDEMPOTENT_TOKEN;/*** 幂等性校验拦截器(用哪个工程粘过去即可)* 使用方式:* <p>* <p>* 后端操作: @ApiIdempotentAnn注解 添加到接口位置即可 其他无需操作* <p>* 前端操作: 在请求头中添加  idempotent参数* 示例: "idempotent": "fcc8b373-b867-4d6c-9915-e3bd668db7b6"** @author pzy* @version 0.1.1 初期版本*/
@Slf4j
@Component
@Order(2)
public class ApiIdempotentInterceptor extends HandlerInterceptorAdapter {@Autowiredprivate StringRedisTemplate stringRedisTemplate;/*** 前置拦截器* 在方法被调用前执行。在该方法中可以做类似校验的功能。如果返回true，则继续调用下一个拦截器。如果返回false，则中断执行，* 也就是说我们想调用的方法 不会被执行，但是你可以修改response为你想要的响应。*/@SuppressWarnings(value = {"all"})@Overridepublic boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {log.info("===> 执行链2 执行");//如果handler不是和HandlerMethod类型，则返回trueif (!(handler instanceof HandlerMethod)) {return true;}//转化类型final HandlerMethod handlerMethod = (HandlerMethod) handler;//获取方法类final Method method = handlerMethod.getMethod();// 判断当前method中是否有这个注解boolean methodAnn = method.isAnnotationPresent(ApiIdempotentAnn.class);//如果有幂等性注解if (methodAnn && method.getAnnotation(ApiIdempotentAnn.class).value()) {// 需要实现接口幂等性//检查token//1.获取请求的接口方法boolean result = checkToken(request);//如果token有值，说明是第一次调用if (result) {//则放行return super.preHandle(request, response, handler);} else {//如果token没有值，则表示不是第一次调用，是重复调用response.setContentType("application/json; charset=utf-8");PrintWriter writer = response.getWriter();writer.print(new ObjectMapper().writeValueAsString(ResultResponse.error("重复调用,已拦截!")));writer.close();response.flushBuffer();log.error(String.format("===> %s 重复调用%s,已拦截!", request.getRemoteAddr(), request.getRequestURI()));return false;}}//否则没有该自定义幂等性注解，则放行return super.preHandle(request, response, handler);}/*** 幂等token的校验方法*/private boolean checkToken(HttpServletRequest request) {//从请求头对象中获取 幂等性校验token<idempotent>String idempotentToken = request.getHeader("idempotent");//如果不存在，则返回false，说明是重复调用if (StringUtils.isBlank(idempotentToken)) {return false;}//格式化幂等校验tokenidempotentToken = String.format(IDEMPOTENT_TOKEN, idempotentToken);if (Boolean.FALSE.equals(stringRedisTemplate.hasKey(idempotentToken))) {return false;}//保证原子性<方式一>  incrLong num = stringRedisTemplate.opsForValue().increment(idempotentToken);if (num != null && num.intValue() != 2) {//只要逻辑不对 删除key, 阻止请求delIdempotentToken(idempotentToken);return Boolean.FALSE;}//否则就是存在，存在则把redis里删除token//return Boolean.TRUE;return delIdempotentToken(idempotentToken);}/*** 删除幂等校验token** @param idempotentToken* @return*/private Boolean delIdempotentToken(String idempotentToken) {return Boolean.TRUE.equals(stringRedisTemplate.delete(idempotentToken));}}

====>方案二: 使用分布式锁, 这篇文章暂不介绍

下篇文章预告: 分布式锁基本使用方式,以及配合注解实现快速加锁

-> 2.3.5 获取幂等token代码

  /*** 前端获取token,然后把该token放入请求的header中** @return*/@ApiOperation("获取幂等token")@GetMapping("/getIdempotentToken")public ResultResponse getIdempotentToken() {log.info("===> 获取幂等token <===");String idempotent = UUID.randomUUID().toString();stringRedisTemplate.opsForValue().set(String.format(IDEMPOTENT_TOKEN,idempotent),"1", Duration.ofSeconds(60*2));//2分钟 不随机数了 两分钟幂等失效拦截return ResultResponse.ok().setData(idempotent);}

-> 2.3.6 接口测试

ps:  使用方式: AxPost可以换成任意实体类

ResultResponse  随便的一个统一返回类型,没有写String 类型即可

    @ApiIdempotentAnn@PostMapping("/testCheck")public ResultResponse testCheck(@RequestBody AxPost axPosts) {log.info("======>专业测试幂等性接口 <=======");System.out.println(axPosts);return ResultResponse.ok("ok");}

-> 2.3.7 使用测试工具进行测试

测试工具介绍: Postman,ApiPost, Idea httpclient tools,ApiFox后端测试方式 

 -> 2.3.8 幂等校验token的优,缺点

-----> 2.3.8.1 使用的优点: 

        通过token机制来保证幂等是常见的解决方案，同时也适合绝大部分场景,使用方便,

业务执行出现异常时，客户端需重新获取令牌并发起访问即可。推荐使用先删除token方案。

-----> 2.3.8.2 使用的缺点: 

        每次的业务请求, 都会产生一个额外的请求去获取token,但出现失败次数一般不会很多, 算是一种资源的浪费,虽然redis性能很好.

3. 前端如何操作来避免幂等问题 

-> 3.1前端防重

通过前端防重保证幂等是最简单的实现方式，JS代码即可完成设置。可靠性并不好，可以通过工具跳过页面仍能重复提交。主要适用于表单重复提交或按钮重复点击。 

-> 3.2 PRG模式

PRG模式即POST-REDIRECT-GET。当用户进行表单提交时，会重定向到另外一个提交成功页面，而不是停留在原先的表单页面。这样就避免了用户刷新导致重复提交。防止通过浏览器按钮前进/后退导致表单重复提交。