分布式接口幂等性的演进和最佳实践，含springBoot 实现（Java版本）

一、背景：为什么需要幂等性

在微服务、分布式架构下，网络不可靠、请求重试机制（如前端超时重发、客户端重发、网关重试、消息消费失败重试等）会带来重复请求，如果接口没有幂等性，可能导致：

重复扣费
重复订单
重复数据写入
资源状态异常

因此接口的幂等性是保障系统一致性、稳定性的关键。

二、幂等性的演进历程

阶段	实现方式	适用场景	特点
1. 前端防重复提交	禁用按钮、Token机制	简单场景（如表单）	限制小，易绕过
2. 数据库唯一约束	唯一索引字段控制插入	插入类接口	利用数据库能力
3. 幂等标识（唯一业务ID）	唯一业务号控制幂等	订单类接口	明确控制粒度
4. 分布式锁	请求上锁	任意接口	控制请求串行，牺牲吞吐
5. 状态机机制	状态+版本控制	状态转换操作	精细控制副作用
6. Redis 幂等性控制	幂等Key+过期时间	高并发下	快速、安全，结合令牌机制

三、最佳实践总结

🧠 原则

幂等性以"结果相同"为基准，副作用不可重复。
控制粒度应适当：写操作必须幂等，读操作天然幂等。
幂等 Token 最好由客户端生成或服务端下发后强制绑定。

✅ 最佳实践建议

业务唯一标识驱动幂等性，如订单号、支付流水号。
幂等性应放在业务代码逻辑前端处理，即"第一次判断是否重复提交"。
采用 Redis + 原子操作（如SETNX）+ Token + TTL 实现防重。
接口幂等性建议作为注解能力进行抽象封装，统一使用。

四、Spring Boot 实现示例（完善版）

下面我们以 Token机制 + Redis原子写入实现接口幂等性，构建完整示例。

1️⃣ 添加依赖

xml 复制代码

<!-- Redis starter -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

2️⃣ Redis配置类（Lettuce连接池）

java 复制代码

@Configuration
public class RedisConfig {
    @Bean
    public RedisTemplate<String, String> redisTemplate(RedisConnectionFactory factory) {
        RedisTemplate<String, String> template = new RedisTemplate<>();
        template.setConnectionFactory(factory);
        template.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        template.setValueSerializer(new StringRedisSerializer());
        return template;
    }
}

3️⃣ 幂等Token生成接口（服务端）

java 复制代码

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

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;

    @GetMapping("/generate")
    public String generateToken() {
        String token = UUID.randomUUID().toString();
        redisTemplate.opsForValue().set("idem-token:" + token, "valid", 5, TimeUnit.MINUTES);
        return token;
    }
}

4️⃣ 幂等校验注解

java 复制代码

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Idempotent {
    String key() default "";  // 可自定义Key策略
}

5️⃣ 幂等校验切面

java 复制代码

@Aspect
@Component
public class IdempotentAspect {

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;

    @Around("@annotation(idempotent)")
    public Object checkIdempotency(ProceedingJoinPoint joinPoint, Idempotent idempotent) throws Throwable {
        HttpServletRequest request = ((ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes()).getRequest();
        String token = request.getHeader("Idempotency-Token");

        if (StringUtils.isEmpty(token)) {
            throw new RuntimeException("幂等Token不能为空");
        }

        String redisKey = "idem-token:" + token;

        Boolean result = redisTemplate.delete(redisKey);  // 核心逻辑：删除即消费
        if (Boolean.FALSE.equals(result)) {
            throw new RuntimeException("重复请求，请勿重复提交");
        }

        return joinPoint.proceed();
    }
}

6️⃣ 接口使用示例

java 复制代码

@RestController
@RequestMapping("/order")
public class OrderController {

    @PostMapping("/create")
    @Idempotent
    public String createOrder(@RequestBody OrderDTO orderDTO) {
        // 模拟业务逻辑
        return "订单创建成功，订单号：" + UUID.randomUUID().toString();
    }
}

7️⃣ Postman 调用流程：

调用 GET /token/generate 获取 token
调用 POST /order/create，在请求头加上：
复制代码
```
Idempotency-Token: 你刚刚拿到的token
```

多次调用同一个 token，只会成功一次，后续将抛出"重复请求"异常。

五、可扩展建议

功能	实现方式
支持注解中的自定义 key 逻辑	SpEL 表达式，读取参数字段
幂等记录持久化	Redis + 数据库双写
异常重试队列支持	Kafka / RocketMQ 消息幂等处理
Redisson替换RedisTemplate	使用 `RLock.tryLock()` 可实现锁粒度的幂等控制

六、架构图（逻辑）

复制代码

客户端
   |
[请求附带Token]
   |
Spring Boot 接口（注解拦截）
   |
切面逻辑校验 Token
   |
Redis SETNX 删除 key -> 是第一次？ -> 继续业务
   |
业务逻辑执行（订单创建、支付、提交...）

后续实例回陆续添加

参数幂等、结果缓存、幂等日志记录