RESTful API：如何有效避免重复请求:

这里我要讨论的防止重复请求的方法是，当用户操作一个API数据流或任何数据源时，实际上他们只会进行一次操作，但因某种原因，可能是用户故意为之，也可能是黑客所为，导致系统数据出错。

为了避免这种情况，我们需要构建一个去重解决方案。 在本文中，我将利用Redis和Spring Boot 3来实现去重。

如果是按顺序来做，可以这样理解：

1. 获取用户发送的请求体中的某些数据字段，目的是创建一个 Redis 键。具体选择哪个字段取决于业务需求和响应系统的架构。
2. 以某种格式构建键后，可以选择使用 MD5 进行哈希处理（使用 MD5 是可选的，具体取决于您的需求）。如需使用 MD5，建议使用快速 MD5 以加快速度。
3. 每次用户调用 API 时，都会检查 Redis 键。如果键存在，则返回重复数据错误。如果不存在，则继续处理逻辑。
4. 在将键插入 Redis 时，必须配置一个过期时间。在本文的示例中，我将过期时间设定为大约 40 秒，以便进行演示。

这就是想法，但实际实现还需要一些额外的技术，我之后会提到。我们先来建立项目并测试一下。

在这个项目中，我使用了Spring Boot 3.3.4和Java 17，还有Spring AOP（一种Spring框架中的面向切面编程技术）。

以下是每一部分的具体代码实现

    package com.cafeincode.demo.aop;  
    import java.lang.annotation.Documented;  
    import java.lang.annotation.ElementType;  
    import java.lang.annotation.Retention;  
    import java.lang.annotation.RetentionPolicy;  
    import java.lang.annotation.Target;  

    @Target({ElementType.METHOD})  
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)  
    @Documented  
    public @interface PreventDuplicateValidator {  

        String[] includeFieldKeys() default {};  

        String[] optionalValues() default {};  

        long expireTime() default 10_000L;  

    }

防止重复验证我把它当作注解来声明，这里有两个数据字段：

includeFieldKeys: 用于指定生成键所需的字段列表。

optionalValues: 是一些可选值的列表，这些值可以添加到键中，以增加灵活性并防止重复。

expireTime: 是键的过期时间，默认为10秒。

    package com.cafeincode.demo.aop;  
    import com.cafeincode.demo.enums.ErrorCode;  
    import com.cafeincode.demo.exception.DuplicationException;  
    import com.cafeincode.demo.exception.HandleGlobalException;  
    import com.cafeincode.demo.utils.Utils;  
    import com.fasterxml.jackson.core.type.TypeReference;  
    import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;  
    import java.util.Arrays;  
    import java.util.Collections;  
    import java.util.Map;  
    import java.util.Objects;  
    import java.util.stream.Collectors;  
    import lombok.RequiredArgsConstructor;  
    import lombok.extern.slf4j.Slf4j;  
    import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;  
    import org.aspectj.lang.annotation.Around;  
    import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;  
    import org.springframework.data.redis.connection.RedisStringCommands;  
    import org.springframework.data.redis.core.RedisCallback;  
    import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;  
    import org.springframework.data.redis.core.types.Expiration;  
    import org.springframework.stereotype.Component;  

    /**  

* 作者: hungtv27  

* 邮箱: hungtvk12@gmail.com  

* 博客: cafeincode.com  
     */  

    @Aspect  
    @Component  
    @RequiredArgsConstructor  
    @Slf4j  
    public class PreventDuplicateValidatorAspect {  

        private final RedisTemplate redisTemplate;  
        private final ObjectMapper objectMapper;  

        @Around(value = "@annotation(preventDuplicateValidator)", argNames = "pjp, preventDuplicateValidator")  
        public Object aroundAdvice(ProceedingJoinPoint pjp, PreventDuplicateValidator preventDuplicateValidator)  
            throws Throwable {  

            var includeKeys = preventDuplicateValidator.includeFieldKeys();  
            var optionalValues = preventDuplicateValidator.optionalValues();  
            var expiredTime = preventDuplicateValidator.expireTime();  

            if (includeKeys == null || includeKeys.length == 0) {  
                log.warn("[PreventDuplicateRequestAspect] 忽略，因为注解中没有找到includeKeys");  
                return pjp.proceed();  
            }  

            //从请求体中提取请求数据  
            var requestBody = Utils.extractRequestBody(pjp);  
            if (requestBody == null) {  
                log.warn("[PreventDuplicateRequestAspect] 忽略，因为请求体对象未在方法参数中找到");  
                return pjp.proceed();  
            }  

            //将请求体解析为map<String, Object>  
            var requestBodyMap = convertJsonToMap(requestBody);  

            //根据includeKeys, optionalValues, requestBodyMap构建Redis键  
            var keyRedis = buildKeyRedisByIncludeKeys(includeKeys, optionalValues, requestBodyMap);  

            //将keyRedis哈希为keyRedisMD5：这是一个可选步骤  
            var keyRedisMD5 = Utils.hashMD5(keyRedis);  

            log.info(String.format("[PreventDuplicateRequestAspect] 原始键: [%s]，生成的keyRedisMD5: [%s]", keyRedis, keyRedisMD5));  

            //根据Redis键处理逻辑以检查重复请求  
            deduplicateRequestByRedisKey(keyRedisMD5, expiredTime);  

            return pjp.proceed();  
        }  

        private String buildKeyRedisByIncludeKeys(String[] includeKeys, String[] optionalValues, Map<String, Object> requestBodyMap) {  

            var keyWithIncludeKey = Arrays.stream(includeKeys)  
                .map(requestBodyMap::get)  
                .filter(Objects::nonNull)  
                .map(Object::toString)  
                .collect(Collectors.joining(":"));  

            if (optionalValues.length > 0) {  
                return keyWithIncludeKey + ":" + String.join(":", optionalValues);  
            }  
            return keyWithIncludeKey;  
        }  

        public void deduplicateRequestByRedisKey(String key, long expiredTime) {  
            var firstSet = (Boolean) redisTemplate.execute((RedisCallback<Boolean>) connection ->  
                connection.set(key.getBytes(), key.getBytes(), Expiration.milliseconds(expiredTime),  
                    RedisStringCommands.SetOption.SET_IF_ABSENT));  

            if (firstSet != null && firstSet) {  
                log.info(String.format("[PreventDuplicateRequestAspect] key: %s 已成功设置", key));  
                return;  
            }  
            log.warn(String.format("[PreventDuplicateRequestAspect] 已存在key: %s", key));  
            throw new DuplicationException(ErrorCode.ERROR_DUPLICATE.getCode(), ErrorCode.ERROR_DUPLICATE.getMessage());  
        }  

        public Map<String, Object> convertJsonToMap(Object jsonObject) {  
            if (jsonObject == null) {  
                return Collections.emptyMap();  
            }  
            try {  
                return objectMapper.convertValue(jsonObject, new TypeReference<>() {  
                });  
            } catch (Exception ignored) {  
                return Collections.emptyMap();  
            }  
        }  

    }

PreventDuplicateValidatorAspect 是一个切面，实现了针对 _PreventDuplicateValidator_ 注解的逻辑，我使用环绕通知以提高灵活性。

上述代码中的逻辑实现过程如下所示：

1. 首先，我们需要从API中提取请求体。
2. 将请求体解析为Map<K, V>格式。
3. 根据定义的数据字段构建原始密钥。
4. 生成MD5密钥
5. 通过密钥检查是否有重复请求
6. 如果密钥已经存在于Redis中，就抛出一个异常。
7. 如果密钥不在Redis中，将密钥插入Redis，添加过期时间参数，然后通过pjp.proceed()继续主函数的处理。

package com.cafeincode.demo.config;  
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;  
import com.fasterxml.jackson.datatype.jsr310.JavaTimeModule;  
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;  
import org.springframework.context.annotation.Bean;  
import org.springframework.context.annotation.Configuration;  
import org.springframework.context.annotation.Primary;  
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;  
import org.springframework.data.redis.connection.RedisStandaloneConfiguration;  
import org.springframework.data.redis.connection.lettuce.LettuceConnectionFactory;  
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;  

@Configuration  
public class BeanConfig {  

    @Value("${redis.host}")  
    private String redisHost;  

    @Value("${redis.port}")  
    private int redisPort;  

    @Bean(name = "objectMapper")  
    @Primary  
    public ObjectMapper objectMapper() {  
        ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();  
        mapper.registerModule(new JavaTimeModule());  
        return mapper;  
    }  

    @Bean  
    public RedisConnectionFactory redisConnectionFactory() {  
        var config = new RedisStandaloneConfiguration(redisHost, redisPort);  
        return new LettuceConnectionFactory(config);  
    }  

    @Bean  
    @Primary  
    public RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {  
        var template = new RedisTemplate<>();  
        template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);  
        return template;  
    }  

}

BeanConfig我在配置了ObjectMapper和Redis连接bean的配置

    包 com.cafeincode.demo.dto;  
    导入 java.io.Serializable;  
    导入 lombok.AllArgsConstructor;  
    导入 lombok.Data;  
    导入 lombok.NoArgsConstructor;  
    导入 lombok.experimental.SuperBuilder;  

    @Data  
    @AllArgsConstructor  
    @NoArgsConstructor  
    @SuperBuilder  
    public class BaseResponse<T> implements Serializable {  

        public static final String OK_CODE = "200";  
        public static final String OK_MESSAGE = "成功处理";  
        private String code;  
        private String message;  
        private T data;  

        public static <T> BaseResponse<T> ofSucceeded(T data) {  
            BaseResponse<T> response = new BaseResponse<>();  
            response.code = OK_CODE;  
            response.message = OK_MESSAGE;  
            response.data = data;  
            return response;  
        }  
    }

BaseResponse 用于通过 API 返回结果的响应类。大型企业和标准系统通常在该类中定义字段：code，message 和 data（名称可能有所不同，但这无关紧要）。

我们可以根据实际需要添加其他字段，例如 metadata ， _requestid 等。

    包 com.cafeincode.demo.dto;  
    导入 java.time.Instant;  
    导入 lombok.Data;  

    @Data  
    public class ProductDto {  

        private String productId;  
        private String productName;  
        private String productDescription;  
        private String transactionId;  
        private Instant requestTime;  
        private String requestId;  

    }

    包 com.cafeincode.demo.enums;  
    导入 lombok.AllArgsConstructor;  
    导入 lombok.Getter;  

    @AllArgsConstructor  
    @Getter  
    public enum ErrorCode {  

        ERROR_DUPLICATE("CF_275", "数据重复，请稍后再试");  

        private final String code;  
        private final String message;  
    }

    包 com.cafeincode.demo.exception;  
    import lombok.AllArgsConstructor;  
    import lombok.Builder;  
    import lombok.Getter;  
    import lombok.Setter;  
    import org.springframework.http.HttpStatus;  

    @Getter  
    @Setter  
    @AllArgsConstructor  
    @Builder  
    public class DuplicationException extends RuntimeException {  

        private String code;  
        private String message;  
        private HttpStatus httpStatus;  

        public DuplicationException(String code, String message) {  
            this.code = code;  
            this.message = message;  
            httpStatus = HttpStatus.BAD_REQUEST;  
        }  

    }

    包 com.cafeincode.demo.exception;  
    导入 java.util.HashMap;  
    导入 java.util.Map;  
    导入 org.springframework.http.HttpStatus;  
    导入 org.springframework.http.ResponseEntity;  
    导入 org.springframework.web.bind.annotation.ControllerAdvice;  
    导入 org.springframework.web.bind.annotation.ExceptionHandler;  
    导入 org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.ResponseEntityExceptionHandler;  

    @ControllerAdvice  
    public class HandleGlobalException extends ResponseEntityExceptionHandler {  

        @ExceptionHandler(DuplicationException.class)  
        private void handleError(Exception ex) {  

            //TODO: 你应当在此处自定义更多内容  

            Map<String, String> body = new HashMap<>();  
            body.put("code", ((DuplicationException) ex).getCode());  
            body.put("message", ex.getMessage());  
            return new ResponseEntity<>(body, HttpStatus.BAD_REQUEST);  
        }  
    }

在 HandleGlobalException 类中，我会处理从 PreventDuplicateValidatorAspect 抛出的 DuplicationException。

package com.cafeincode.demo.service  
import com.cafeincode.demo.dto.ProductDto  

public interface IProductService {  

    ProductDto createProduct(ProductDto dto);  

}

    包 com.cafeincode.demo.service;  
    导入 com.cafeincode.demo.dto.ProductDto;  
    导入 lombok.RequiredArgsConstructor;  
    导入 lombok.extern.slf4j.Slf4j;  
    导入 org.springframework.stereotype.Component;  

    @Component  
    @Slf4j  
    @RequiredArgsConstructor  
    public class ProductService implements IProductService {  

        @Override  
        public ProductDto createProduct(ProductDto dto) {  
            //TODO: 添加更多逻辑内容  
            return null;  
        }  

    }

你可以如果需要的话添加更多逻辑，只要返回 null 即可实现演示目的。

    包 com.cafeincode.demo.utils;  
    导入 jakarta.xml.bind.DatatypeConverter;  
    导入 java.lang.annotation.Annotation;  
    导入 java.lang.reflect.Method;  
    导入 java.security.MessageDigest;  
    导入 lombok.extern.slf4j.Slf4j;  
    导入 org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;  
    导入 org.aspectj.lang.reflect.MethodSignature;  
    导入 org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;  

    @Slf4j  
    公共类 Utils {  

        私有（） Utils() {  
        }  

        公共 静态 Object extractRequestBody(ProceedingJoinPoint pjp) {  
            尝试 {  
                对于 (int i = 0; i < pjp.getArgs().长度; i++) {  
                    Object arg = pjp.getArgs()[i];  
                    如果 (arg != null 并且 isAnnotatedWithRequestBody(pjp, i)) {  
                        返回 arg;  
                    }  
                }  
            } 抓住 (异常 ex) {  
                log.error("", ex);  
            }  
            返回 null;  
        }  

        私有 静态 boolean isAnnotatedWithRequestBody(ProceedingJoinPoint pjp, int paramIndex) {  
            Method method = getMethod(pjp);  
            var parameterAnnotations = method.getParameterAnnotations();  
            对于 (Annotation annotation : parameterAnnotations[paramIndex]) {  
                如果 (RequestBody.class.isAssignableFrom(annotation.annotationType())) {  
                    返回 真;  
                }  
            }  
            返回 假;  
        }  

        私有 静态 Method getMethod(ProceedingJoinPoint pjp) {  
            MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) pjp.getSignature();  
            返回 methodSignature.getMethod();  
        }  

        公共 静态 字符串 hashMD5(字符串 source) {  
            字符串 res = null;  
            尝试 {  
                var messageDigest = MessageDigest.getInstance("MD5");  
                var mdBytes = messageDigest.digest(source.getBytes());  
                res = DatatypeConverter.printHexBinary(mdBytes);  
            } 抓住 (异常 e) {  
                log.error("", e);  
            }  
            返回 res;  
        }  
    }

类 Utils 包含从 ProceedingJoinPoint 中提取请求体，以及计算MD5哈希值的方法。

    redis:  
      host: localhost  
      port: 6379  
    spring:  
      application:  
        name: 产品服务应用  
    server:  
      端口: 8888

配置一下 application-local.yml 文件

    version: "3.2"  
    services:  
      redis:  
        container_name: demo-service-redis  
        image: redis:6.2.5  
        ports:  
          - '6379:6379'

package com.cafeincode.demo.controller;  
import com.cafeincode.demo.aop.PreventDuplicateValidator;  
import com.cafeincode.demo.dto.BaseResponse;  
import com.cafeincode.demo.dto.ProductDto;  
import com.cafeincode.demo.service.ProductService;  
import lombok.RequiredArgsConstructor;  
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;  
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;  
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;  
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;  
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;  

@RestController  
@Slf4j  
@RequestMapping("/products")  
@RequiredArgsConstructor  
public class ProductController {  

    private final ProductService productService;  

    @PostMapping  
    @PreventDuplicateValidator(  
        includeFieldKeys = {"productId", "transactionId"},  
        optionalValues = {"CAFEINCODE"},  
        expireTime = 40_000L)  
    public BaseResponse<?> createProduct(@RequestBody ProductDto request) {  
        return BaseResponse.ofSucceeded(productService.createProduct(request));  
    }  

}

在主控制器中，我声明使用名为PreventDuplicateValidator的注解，其中参数值如上所示。

1. includeFieldKeys ：标记将从请求体中提取两个字段productId和transactionId作为输入来生成键
2. optionalValues ：这里声明CAFEINCODE
3. expireTime ：Redis缓存中的数据有效期，我设置为40秒。

行了，咱们跑个项目然后试试：

对于 MacOS 和 Windows 用户，首先打开 Docker Desktop，然后在终端中输入 docker-compose up -d 并运行命令。

对于使用 Ubuntu 的系统，您需要先安装 Docker，再运行上述命令。

我用的是 MacBook，它已经开机了，所以我只需要启动它就可以用了

Redis 和 Docker

检查 Redis 连接状态

先检查与 Redis 的连接是否畅通，再启动应用。

本地配置文件，JDK。

启动一下 Spring Boot 应用程序

你打开Postman测试，我把请求体放在下面供你复制和试验使用。

    {  
        "productId": "hungtv27-test-001",  
        "productName": "CAFEINCODE",  
        "productDescription": "威胁识别购买战争管理少许朋友南方真正椅子（注意：此处可能为测试字符串，无实际意义）",  
        "transactionId": "cd076846-ff28-4307-8524-3eb6e1809838",  
        "requestTime": 1696069378367,  
        "requestId": "{{$randomUUID}}"  
    }

点击 发送，看看结果如何。

第一次接电话时的回复

验证成功后，将密钥初始化到redis

查看控制台日志，发现带有MD5密钥 6C518A2B1666005572EDFC8240A130F2 的消息在 Redis 中不存在，因此它将在第一次被初始化，并将过期时间设置为 40 秒。现在我来检查一下 Redis 中的数据。

Redis中的MD5键

键6C518A2B1666005572EDFC8240A130F2已在Redis中成功初始化。现在我们将继续再调用一次该API以检查结果。预期会返回错误信息CF_275。

第二次呼叫时的响应

查看控制台日志看看键 6C518A2B1666005572EDFC8240A130F2 是否已经在 Redis 里，如果键已存在，会向客户端返回错误 "CF_275"。

所以我们基于 Redis 和 Spring AOP 实现了防重复功能。本文中有一些需要你考虑的结论如下：

1. 选择请求体中的适当参数字段作为创建键的输入源；应忽略如 createTime 或 updateTime 这样的时间类型字段。
2. 设置过期时间以符合项目的业务需求。
3. 考虑是否需要进行 MD5 加密。如果想优化性能，可以选择移除或使用 Fast MD5 的选项（在此文中不使用）。

最后，在完成所有逻辑实现之后，我们只需要在需要使用的控制器里声明注解。数据字段设置非常灵活，所以我们很少需要做进一步的修改。

👏 如果你有更好解决方案，请在下面留言，我们可以一起讨论并学习。

👏 给这个故事点个赞吧，关注一下作者, 👉👉👉 hungtv27

👏 请在下面评论区分享您的问题或想法。

以下是一些2024年Udemy上值得学习的免费REST API课程](https://medium.com/javarevisited/top-14-free-udemy-courses-to-learn-rest-apis-in-2024-21fca7d2c1ac)

_原发布于https://cafeincode.com 2024年10月1日.