面试官：支付接口, 重复支付同一笔订单只能扣一次钱，怎么做？

Java后端技术全栈

发布时间：2023-08-22 15:57:31

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大家好，我是田哥

昨天，在给一位朋友做模拟面试的时候，关于接口幂等如何实现？从他的回答语气中能看出，就是在背八股文。

所以，为了让大家能轻松体会接口的幂等实现，田哥今天安排了这篇文章。

本文一共有九个主要内容：

一、幂等性概念

幂等性, 通俗的说就是一个接口, 多次发起同一个请求, 必须保证操作只能执行一次比如:

订单接口, 不能多次创建订单
支付接口, 重复支付同一笔订单只能扣一次钱
支付宝回调接口, 可能会多次回调, 必须处理重复回调
普通表单提交接口, 因为网络超时等原因多次点击提交, 只能成功一次等等

二、常见解决方案

唯一索引 -- 防止新增脏数据
token机制 -- 防止页面重复提交
悲观锁 -- 获取数据的时候加锁(锁表或锁行)
乐观锁 -- 基于版本号version实现, 在更新数据那一刻校验数据
分布式锁 -- redis(jedis、redisson)或zookeeper实现
状态机 -- 状态变更, 更新数据时判断状态

三、本文实现

本文采用第2种方式实现, 即通过Redis + token机制实现接口幂等性校验。

四、实现思路

为需要保证幂等性的每一次请求创建一个唯一标识token, 先获取token, 并将此token存入redis, 请求接口时, 将此token放到header或者作为请求参数请求接口, 后端接口判断redis中是否存在此token:

如果存在, 正常处理业务逻辑, 并从redis中删除此token, 那么, 如果是重复请求, 由于token已被删除, 则不能通过校验, 返回请勿重复操作提示
如果不存在, 说明参数不合法或者是重复请求, 返回提示即可

五、项目简介

Spring Boot
Redis
@ApiIdempotent注解 + 拦截器对请求进行拦截
@ControllerAdvice全局异常处理
压测工具: Jmeter

说明:

本文重点介绍幂等性核心实现, 关于Spring Boot如何集成redis 、ServerResponse 、ResponseCode 等细枝末节不在本文讨论范围之内.

六、代码实现

1、maven依赖

<!-- Redis-Jedis -->
<dependency>
   <groupId>redis.clients</groupId>
   <artifactId>jedis</artifactId>
   <version>2.9.0</version>
</dependency>

<!--lombok 本文用到@Slf4j注解, 也可不引用, 自定义log即可-->
<dependency>
    <groupId>org.projectlombok</groupId>
    <artifactId>lombok</artifactId>
    <version>1.16.10</version>
</dependency>

2、JedisUtil

@Component
@Slf4j
public class JedisUtil {

    @Autowired
    private JedisPool jedisPool;

    private Jedis getJedis() {
        return jedisPool.getResource();
    }

    /**
     * 设值
     *
     * @param key
     * @param value
     * @return
     */
    public String set(String key, String value) {
        Jedis jedis = null;
        try {
            jedis = getJedis();
            return jedis.set(key, value);
        } catch (Exception e) {
            log.error("set key:{} value:{} error", key, value, e);
            return null;
        } finally {
            close(jedis);
        }
    }

    /**
     * 设值
     *
     * @param key
     * @param value
     * @param expireTime 过期时间, 单位: s
     * @return
     */
    public String set(String key, String value, int expireTime) {
        Jedis jedis = null;
        try {
            jedis = getJedis();
            return jedis.setex(key, expireTime, value);
        } catch (Exception e) {
            log.error("set key:{} value:{} expireTime:{} error", key, value, expireTime, e);
            return null;
        } finally {
            close(jedis);
        }
    }

    /**
     * 取值
     *
     * @param key
     * @return
     */
    public String get(String key) {
        Jedis jedis = null;
        try {
            jedis = getJedis();
            return jedis.get(key);
        } catch (Exception e) {
            log.error("get key:{} error", key, e);
            return null;
        } finally {
            close(jedis);
        }
    }

    /**
     * 删除key
     *
     * @param key
     * @return
     */
    public Long del(String key) {
        Jedis jedis = null;
        try {
            jedis = getJedis();
            return jedis.del(key.getBytes());
        } catch (Exception e) {
            log.error("del key:{} error", key, e);
            return null;
        } finally {
            close(jedis);
        }
    }

    /**
     * 判断key是否存在
     *
     * @param key
     * @return
     */
    public Boolean exists(String key) {
        Jedis jedis = null;
        try {
            jedis = getJedis();
            return jedis.exists(key.getBytes());
        } catch (Exception e) {
            log.error("exists key:{} error", key, e);
            return null;
        } finally {
            close(jedis);
        }
    }

    /**
     * 设值key过期时间
     *
     * @param key
     * @param expireTime 过期时间, 单位: s
     * @return
     */
    public Long expire(String key, int expireTime) {
        Jedis jedis = null;
        try {
            jedis = getJedis();
            return jedis.expire(key.getBytes(), expireTime);
        } catch (Exception e) {
            log.error("expire key:{} error", key, e);
            return null;
        } finally {
            close(jedis);
        }
    }

    /**
     * 获取剩余时间
     *
     * @param key
     * @return
     */
    public Long ttl(String key) {
        Jedis jedis = null;
        try {
            jedis = getJedis();
            return jedis.ttl(key);
        } catch (Exception e) {
            log.error("ttl key:{} error", key, e);
            return null;
        } finally {
            close(jedis);
        }
    }

    private void close(Jedis jedis) {
        if (null != jedis) {
            jedis.close();
        }
    }

}

3、自定义注解@ApiIdempotent

/**
 * 在需要保证 接口幂等性 的Controller的方法上使用此注解
 */
@Target({ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface ApiIdempotent {
}

4、ApiIdempotentInterceptor 拦截器

/**
 * 接口幂等性拦截器
 */
public class ApiIdempotentInterceptor implements HandlerInterceptor {

    @Autowired
    private TokenService tokenService;

    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) {
        if (!(handler instanceof HandlerMethod)) {
            return true;
        }

        HandlerMethod handlerMethod = (HandlerMethod) handler;
        Method method = handlerMethod.getMethod();

        ApiIdempotent methodAnnotation = method.getAnnotation(ApiIdempotent.class);
        if (methodAnnotation != null) {
            check(request);// 幂等性校验, 校验通过则放行, 校验失败则抛出异常, 并通过统一异常处理返回友好提示
        }

        return true;
    }

    private void check(HttpServletRequest request) {
        tokenService.checkToken(request);
    }

    @Override
    public void postHandle(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, Object o, ModelAndView modelAndView) throws Exception {
    }

    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, Object o, Exception e) throws Exception {
    }
}

5、TokenServiceImpl

@Service
public class TokenServiceImpl implements TokenService {

    private static final String TOKEN_NAME = "token";

    @Autowired
    private JedisUtil jedisUtil;

    @Override
    public ServerResponse createToken() {
        String str = RandomUtil.UUID32();
        StrBuilder token = new StrBuilder();
        token.append(Constant.Redis.TOKEN_PREFIX).append(str);

        jedisUtil.set(token.toString(), token.toString(), Constant.Redis.EXPIRE_TIME_MINUTE);

        return ServerResponse.success(token.toString());
    }

    @Override
    public void checkToken(HttpServletRequest request) {
        String token = request.getHeader(TOKEN_NAME);
        if (StringUtils.isBlank(token)) {// header中不存在token
            token = request.getParameter(TOKEN_NAME);
            if (StringUtils.isBlank(token)) {// parameter中也不存在token
                throw new ServiceException(ResponseCode.ILLEGAL_ARGUMENT.getMsg());
            }
        }

        if (!jedisUtil.exists(token)) {
            throw new ServiceException(ResponseCode.REPETITIVE_OPERATION.getMsg());
        }

        Long del = jedisUtil.del(token);
        if (del <= 0) {
            throw new ServiceException(ResponseCode.REPETITIVE_OPERATION.getMsg());
        }
    }

}

6、TestApplication

@SpringBootApplication
@MapperScan("com.wangzaiplus.test.mapper")
public class TestApplication  extends WebMvcConfigurerAdapter {

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

    /**
     * 跨域
     * @return
     */
    @Bean
    public CorsFilter corsFilter() {
        final UrlBasedCorsConfigurationSource urlBasedCorsConfigurationSource = new UrlBasedCorsConfigurationSource();
        final CorsConfiguration corsConfiguration = new CorsConfiguration();
        corsConfiguration.setAllowCredentials(true);
        corsConfiguration.addAllowedOrigin("*");
        corsConfiguration.addAllowedHeader("*");
        corsConfiguration.addAllowedMethod("*");
        urlBasedCorsConfigurationSource.registerCorsConfiguration("/**", corsConfiguration);
        return new CorsFilter(urlBasedCorsConfigurationSource);
    }

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        // 接口幂等性拦截器
        registry.addInterceptor(apiIdempotentInterceptor());
        super.addInterceptors(registry);
    }

    @Bean
    public ApiIdempotentInterceptor apiIdempotentInterceptor() {
        return new ApiIdempotentInterceptor();
    }

}

好了，以上便是代码的实现部分，下面我们就来验证一下。

七、测试验证

获取token的控制器TokenController ：

@RestController
@RequestMapping("/token")
public class TokenController {

    @Autowired
    private TokenService tokenService;

    @GetMapping
    public ServerResponse token() {
        return tokenService.createToken();
    }

}

TestController, 注意@ApiIdempotent注解, 在需要幂等性校验的方法上声明此注解即可, 不需要校验的无影响：

@RestController
@RequestMapping("/test")
@Slf4j
public class TestController {

    @Autowired
    private TestService testService;

    @ApiIdempotent
    @PostMapping("testIdempotence")
    public ServerResponse testIdempotence() {
        return testService.testIdempotence();
    }

}

获取token：

查看Redis：

测试接口安全性: 利用Jmeter测试工具模拟50个并发请求, 将上一步获取到的token作为参数

header或参数均不传token, 或者token值为空, 或者token值乱填, 均无法通过校验, 如token值为abcd。

八、注意点(非常重要)

上图中, 不能单纯的直接删除token而不校验是否删除成功, 会出现并发安全性问题, 因为, 有可能多个线程同时走到第46行, 此时token还未被删除, 所以继续往下执行, 如果不校验jedisUtil.del(token)的删除结果而直接放行, 那么还是会出现重复提交问题, 即使实际上只有一次真正的删除操作, 下面重现一下。

稍微修改一下代码: