如何优雅地处理重复(并发)请求?

对于一些用户请求,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,但其中有些是涉及写入操作的,一旦重复了,可能会导致很严重的后果,例如交易的接口如果重复请求可能会重复下单。

重复的场景有可能是:

  1. 黑客拦截了请求,重放
  2. 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。
  3. 网关重发
  4. ….

本文讨论的是如果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

你可能会想到的是,只要请求有唯一的请求编号,那么就能借用Redis做这个去重——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

代码大概如下:

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) 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?

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。

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,Java实现

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 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=A2D20BAC78551C4CA09BEF97FE468A3F req1MD5 = 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) 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;
}

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作者:Jaskey Lam,软件工程师\
出处:https://jaskey.github.io/blog...

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