如何优雅处理重复请求/并发请求？

2022-03-11 16:21:17

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。

利用请求编号去重

你可能会想到，只要请求有的请求编号，那么就能借用 Redis 做去重。只要这个请求编号在 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) {// 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=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<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;
}