Jaskey Lam 云时代架构

前言

一些用户请求在某些情况下是可能重复发送的，如果是查询类操作并无大碍，但其中有些涉及写入操作，一旦重复了，可能会导致很严重的后果。例如交易接口如果重复请求，可能会重复下单。

重复的场景有可能是：

黑客拦截了请求，重放；
前端/客户端因为某些原因请求重复发送了，或者用户在很短的时间内重复点击了；
网关重发；
……

本文讨论的是如何在服务端优雅地统一处理这种情况，如何禁止用户重复点击等客户端操作不在本文的讨论范畴。

利用唯一请求编号去重

你可能会想到，只要请求有唯一的请求编号，那么就能借用 Redis 做去重。只要这个唯一请求编号在 Redis 存在，证明处理过，那么就认为是重复的。

代码基本如下：

String KEY = 'REQ12343456788';//请求唯一编号
long expireTime = 1000;// 1000毫秒过期，1000ms内的重复请求会认为重复
long expireAt = System.currentTimeMillis() expireTime;
String val = 'expireAt@' expireAt;

//redis key还存在的话要就认为请求是重复的
Boolean firstSet =
stringRedisTemplate.execute((RedisCallback<Boolean>) connection -> connection.set(KEY.getBytes(), val.getBytes(), Expiration.milliseconds(expireTime),
RedisStringCommands.SetOption.SET_IF_ABSENT));

final boolean isConsiderDup;
if (firstSet != null && firstSet) {// 第一次访问
isConsiderDup = false;
} else {// redis值已存在，认为是重复了
isConsiderDup = true;

业务参数去重

上面的方案能解决具备唯一请求编号的场景，例如每次写请求之前都是服务端返回一个唯一编号给客户端，客户端带着这个请求号做请求，服务端即可完成去重拦截。

但是，很多的场景下，请求并不会带这样的唯一编号！那么我们能否针对请求的参数作为一个请求的标识呢？

先考虑简单的场景，假设请求参数只有一个字段 reqParam，我们可以利用以下标识去判断这个请求是否重复。

用户ID:接口名:请求参数

String KEY = 'dedup:U=' userId 'M=' method 'P=' reqParam;

那么当同一个用户访问同一个接口，带着同样的 reqParam 过来，我们就能定位到他是重复的了。

但是问题是，我们的接口通常不是这么简单，以目前的主流，我们的参数通常是一个 JSON。那么针对这种场景，我们怎么去重呢？

1、计算请求参数的摘要作为参数标识

假设我们把请求参数（JSON）按KEY做升序排序，排序后拼成一个字符串，作为 KEY 值呢？但这可能非常的长，所以我们可以考虑对这个字符串求一个 MD5 作为参数的摘要，以这个摘要去取代 reqParam 的位置。

String KEY = 'dedup:U=' userId 'M=' method 'P=' reqParamMD5;

这样，请求的唯一标识就打上了！

注：MD5 理论上可能会重复，但是去重通常是短时间窗口内的去重（例如一秒），一个短时间内同一个用户同样的接口能拼出不同的参数导致一样的 MD5 几乎是不可能的。

2、继续优化，考虑剔除部分时间因子

上面的问题其实已经是一个很不错的解决方案了，但是实际投入使用的时候可能发现有些问题：某些请求用户短时间内重复的点击了（例如 1000 毫秒发送了三次请求），但绕过了上面的去重判断（不同的 KEY 值）。

原因是这些请求参数的字段里面，是带时间字段的，这个字段标记用户请求的时间，服务端可以借此丢弃掉一些老的请求（例如5秒前）。如下面的例子，请求的其他参数是一样的，除了请求时间相差了一秒：

   //两个请求一样，但是请求时间差一秒    String req = '{\n'              '\'requestTime\' :\'20190101120001\',\n'              '\'requestValue\' :\'1000\',\n'              '\'requestKey\' :\'key\'\n'              '}';    String req2 = '{\n'              '\'requestTime\' :\'20190101120002\',\n'              '\'requestValue\' :\'1000\',\n'              '\'requestKey\' :\'key\'\n'              '}';

这种请求，我们也很可能需要挡住后面的重复请求。所以求业务参数摘要之前，需要剔除这类时间字段。还有类似的字段可能是 GPS 的经纬度字段（重复请求间可能有极小的差别）。

请求去重工具类的代码落地

public class ReqDedupHelper {    /**     *     * @param reqJSON 请求的参数，这里通常是JSON     * @param excludeKeys 请求参数里面要去除哪些字段再求摘要     * @return 去除参数的MD5摘要     */    public String dedupParamMD5(final String reqJSON, String... excludeKeys) {        String decreptParam = reqJSON;        TreeMap paramTreeMap = JSON.parseObject(decreptParam, TreeMap.class);        if (excludeKeys!=null) {            List<String> dedupExcludeKeys = Arrays.asList(excludeKeys);            if (!dedupExcludeKeys.isEmpty()) {                for (String dedupExcludeKey : dedupExcludeKeys) {                    paramTreeMap.remove(dedupExcludeKey);                }            }        }        String paramTreeMapJSON = JSON.toJSONString(paramTreeMap);        String md5deDupParam = jdkMD5(paramTreeMapJSON);        log.debug('md5deDupParam = {}, excludeKeys = {} {}', md5deDupParam, Arrays.deepToString(excludeKeys), paramTreeMapJSON);        return md5deDupParam;    }    private static String jdkMD5(String src) {        String res = null;        try {            MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance('MD5');            byte[] mdBytes = messageDigest.digest(src.getBytes());            res = DatatypeConverter.printHexBinary(mdBytes);        } catch (Exception e) {            log.error('',e);        }        return res;    }}

下面是一些测试日志：

public static void main(String[] args) {    //两个请求一样，但是请求时间差一秒    String req = '{\n'              '\'requestTime\' :\'20190101120001\',\n'              '\'requestValue\' :\'1000\',\n'              '\'requestKey\' :\'key\'\n'              '}';    String req2 = '{\n'              '\'requestTime\' :\'20190101120002\',\n'              '\'requestValue\' :\'1000\',\n'              '\'requestKey\' :\'key\'\n'              '}';    //全参数比对，所以两个参数MD5不同    String dedupMD5 = new ReqDedupHelper().dedupParamMD5(req);    String dedupMD52 = new ReqDedupHelper().dedupParamMD5(req2);    System.out.println('req1MD5 = '  dedupMD5 ' , req2MD5=' dedupMD52);    //去除时间参数比对，MD5相同    String dedupMD53 = new ReqDedupHelper().dedupParamMD5(req,'requestTime');    String dedupMD54 = new ReqDedupHelper().dedupParamMD5(req2,'requestTime');    System.out.println('req1MD5 = '  dedupMD53 ' , req2MD5=' dedupMD54);}

日志输出：

req1MD5 = 9E054D36439EBDD0604C5E65EB5C8267 , req2MD5=A2D20BAC78551C4CA09BEF97FE468A3Freq1MD5 = C2A36FED15128E9E878583CAAAFEFDE9 , req2MD5=C2A36FED15128E9E878583CAAAFEFDE9

日志说明：

一开始两个参数由于 requestTime 是不同的，所以求去重参数摘要的时候可以发现两个值是不一样的；
第二次调用的时候，去除了 requestTime 再求摘要（第二个参数中传入了”requestTime”），则发现两个摘要是一样的，符合预期。

总结

至此，我们可以得到完整的去重解决方案，如下：

String userId= '12345678';//用户
String method = 'pay';//接口名
String dedupMD5 = new ReqDedupHelper().dedupParamMD5(req,'requestTime');//计算请求参数摘要，其中剔除里面请求时间的干扰
String KEY = 'dedup:U=' userId 'M=' method 'P=' dedupMD5;

long expireTime = 1000;// 1000毫秒过期，1000ms内的重复请求会认为重复
long expireAt = System.currentTimeMillis() expireTime;
String val = 'expireAt@' expireAt;

// NOTE:直接SETNX不支持带过期时间，所以设置过期不是原子操作，极端情况下可能设置了就不过期了，后面相同请求可能会误以为需要去重，所以这里使用底层API，保证SETNX 过期时间是原子操作
Boolean firstSet = stringRedisTemplate.execute((RedisCallback<Boolean>) connection -> connection.set(KEY.getBytes(), val.getBytes(), Expiration.milliseconds(expireTime),
RedisStringCommands.SetOption.SET_IF_ABSENT));

final boolean isConsiderDup;
if (firstSet != null && firstSet) {
isConsiderDup = false;
} else {
isConsiderDup = true;
}

如何优雅处理重复请求/并发请求？

1、计算请求参数的摘要作为参数标识

2、继续优化，考虑剔除部分时间因子

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