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。
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
@Data
public class RequestData<T> {
private Header header;
private T body;
}
@Data
public class Header {
private String token;
}
@Data
public 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
@Component
public 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;
@Component
public 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。
带着token值，第一次请求成功。
第二次请求失败。
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