面试经历
记得刚毕业的时候，有一次去参加面试。
上来面试官问我：“你们项目中是怎么做防重复提交的？”
一开始听到这个问题是蒙圈的，支支吾吾半天没回答出来。
然后面试官直接来一道算法题，喜闻乐见地面试失败。
多年过去，虽然很少接触到控台应用，但是近期对于防止重复提交却有了一点自己的心得。
在这里分享给大家，希望你工作或者面试中遇到类似的问题时，对你有所帮助。
本文将从以下几个方面展开：
（1）重复提交产生的原因
（2）什么是幂等性
（3）针对重复提交，前后端的解决方案
（4）如果实现一个防重复提交工具
产生原因
由于重复点击或者网络重发
eg:
点击提交按钮两次;
点击刷新按钮;
使用浏览器后退按钮重复之前的操作，导致重复提交表单;
使用浏览器历史记录重复提交表单;
浏览器重复的HTTP请求;
nginx重发等情况;
分布式RPC的try重发等;
主要有 2 个部分：
（1）前端用户操作
（2）网络请求可能存在重试
当然也不排除一些用户的恶意操作。
java 表单避免重复提交
问题
就是同一份信息，重复的提交给服务器。
场景
-
点击F5刷新页面: 当用户点击submit将已经写好的表单数据提交到服务器时，可以在浏览器的url看到地址和参数的变化,但因为网速等问题，用户当前页面并未刷新，或者点击刷新页面，造成表单重复提交。
-
重复点击提交按钮: 因为网络问题，未能及时跳转显示内容，部分用户可能会出于心急重复提交提交按钮，造成多次提交内容到服务器。
-
前进后退操作 :有些用户在进行某些工作操作时，可能出于需要或者某种情况，进行后退操作，浏览刚才填入的信息，在进行后退和前进的操作可能也会造成表单数据重复提交到服务器。
-
使用浏览器历史记录重复访问: 某些用户可能会出于好奇，利用浏览器的历史记录功能重复访问提交页面，同样会造成表单重复提交问题。
解决思路
前端
方案一：禁用按钮提交
设置标志位，提交之后禁止按钮。像一些短信验证码的按钮一般都会加一个前端的按钮禁用，毕竟发短信是需要钞票滴~
ps: 以前写前端就用过这种方式。
- 优点
简单。基本可以防止重复点击提交按钮造成的重复提交问题。
- 缺陷
前进后退操作，或者F5刷新页面等问题并不能得到解决。
最重要的一点，前端的代码只能防止不懂js的用户，如果碰到懂得js的编程人员，那js方法就没用了。
方案二：设置HTTP报头
设置HTTP报头，控制表单缓存，使得所控制的表单不缓存信息，这样用户就无法通过重复点击按钮去重复提交表单。
<meta http-equiv="Cache-Control" content="no-cache, must-revalidate">
但是这样做也有局限性，用户在提交页面点击刷新也会造成表单的重复提交。
方案三：通过 PRG 设计模式
用来防止F5刷新重复提交表单。
PRG模式通过响应页面Header返回HTTP状态码进行页面跳转替代响应页面跳转过程。
具体过程如下:
客户端用POST方法请求服务器端数据变更，服务器对客户端发来的请求进行处理重定向到另一个结果页面上，客户端所有对页面的显示请求都用get方法告知服务器端，这样做，后退再前进或刷新的行为都发出的是get请求，不会对server产生任何数据更改的影响。
这种方法实现起来相对比较简单，但此方法也不能防止所有情况。例如用户多次点击提交按钮;恶意用户避开客户端预防多次提交手段，进行重复提交请求;
下面谈一谈后端的防止重复提交。
后端
幂等性
如果是注册或存入数据库的操作，可以通过在数据库中字段设立唯一标识来解决，这样在进行数据库插入操作时，因为每次插入的数据都相同，数据库会拒绝写入。
这样也避免了向数据库中写入垃圾数据的情况，同时也解决了表单重复提交问题。
但是这种方法在业务逻辑上感觉是说不过去的，本来该有的逻辑，却因为数据库该有的设计隐藏了。
而且这种方法也有一定的功能局限性，只适用于某系特定的插入操作。
- 实现方式
这种操作，都需要有一个唯一标识。数据库中做唯一索引约束，重复插入直接报错。
- 缺点
有很大的约束性。
一般都是最后的一道防线，当请求走到数据库层的时候，一般已经消耗了较多的资源。
session 方法
Java 使用Token令牌防止表单重复提交的步骤：
-
在服务器端生成一个唯一的随机标识号，专业术语称为Token(令牌)，同时在当前用户的Session域中保存这个Token。
-
将Token发送到客户端的Form表单中，在Form表单中使用隐藏域来存储这个Token，表单提交的时候连同这个Token一起提交到服务器端。
-
在服务器端判断客户端提交上来的Token与服务器端生成的Token是否一致，如果不一致，那就是重复提交了，此时服务器端就可以不处理重复提交的表单。如果相同则处理表单提交，处理完后清除当前用户的Session域中存储的标识号。
下面的场景将拒绝处理用户提交的表单请求
-
存储Session域中的Token(令牌)与表单提交的Token(令牌)不同。
-
当前用户的Session中不存在Token(令牌)。
这里的 session 按照单机和分布式，可以使用 redis/mysql 等解决分布式的问题。
这种方法算是比较经典的解决方案，但是需要前后端的配合。
下面来介绍通过加锁的方式，实现纯后台修改的实现。
为什么要设置一个隐藏域？
这个问题我一开始没想明白，我认为，进入页面的时候设置一个session并且再token设值，添加的时候把这个值删掉。然后这样我们再按F5的时候就没办法重复提交了（因为这个时候判断session为空）。我觉得这样就ok了，设置hidden域感觉没任何必要。
然而简直是图样图森破，对于一般用户这样当然是可以的。
但是对于恶意用户呢？假如恶意用户开两个浏览器窗口(同一浏览器的窗口共用一个session)这样窗口1提交完，系统删掉session，窗口1停留着，他打开第二个窗口进入这个页面，系统又为他们添加了一个session，这个时候窗口1按下F5，那么直接重复提交！
所以，我们必须得用hidden隐藏一个uuid的token，并且在后台比较它是否与session中的值一致，只有这样才能保证F5是不可能被重复提交的！
直接加锁
为了避免短时间的重复提交，直接使用加锁的方式。
优点：不需要前端配合修改，纯后端。
缺点：无法像 token 方法，准确的限定为单次。只能限制固定时间内的操作一次。
个人理解：前端的方式依然是防君子不防小人。直接通过限制固定时间内无法操作，来限制重复提交。
这个时间不能太长，也不能太短，一般建议为 10S 左右，根据自己的真实业务调整。
锁也是同样的道理，token 其实也可以理解为一种特殊的锁。
锁同样可以分为单机锁+分布式的锁。
个人理解
前后端结合，前端减轻后端的压力，同时提升用户体验。
后端做最后的把关，避免恶意用户操作，确保数据的正确性。
如何设计防重复提交框架
整体思路
session 方式和加锁的方式，二者实际上是可以统一的。
此处做一个抽象：
（1）获取锁
（2）释放锁
session 流程 + 前端
session 的获取 token 让用户自己处理，比如打开页面，放在隐藏域。实际上这是一个释放锁的过程。
当操作的时候，只有 token 信息和后台一致，才认为是获取到了锁。用完这个锁就一直被锁住了，需要重新获取 token，才能释放锁。
所有的 session 都应该有 token 的失效时间，避免累计一堆无用的脏数据。
纯后端
- 获取锁
当请求的时候，直接根据 user_id（或者其他标识）+请求信息（自定义）=唯一的 key
然后把这个 key 存储在 cache 中。
如果是本地 map，可以自己实现 key 的清空。
或者借助 guava 的 key 过期，redis 的自动过期，乃至数据库的过期都可以。
原理是类似的，就是限制一定时间内，无法重复操作。
- 释放锁
固定时间后，key 被清空后就释放了锁。
注解定义
只有一个针对锁的获取：
-
acquire
-
tryAcquire
传入信息。
至于锁的释放，则交给实现者自己实现。
属性
- 锁的获取策略 = 内存 RAM
内存 ConcurrentHashMP
Guava
Encache
redis
mysql
...
可以基于 session，或者基于锁，
此处实现基于锁。
- 锁的过期时间 = 5min
无论基于什么方式，这个值都需要。
只不过基于 session 的交给实现者处理，此处只是为了统一属性。
基于字节码的实现
测试案例
maven 引入
<dependency>
<group>com.github.houbb</group>
<artifact>resubmit-core</artifact>
<version>0.0.3</version>
</dependency>
服务类编写
指定 5s 内禁止重复提交。
@Resubmit(ttl = 5)
public void queryInfo(final String id) {
System.out.println("query info: " + id);
}
测试代码
相同的参数 5s 内直接提交2次，就会报错。
@Test(expected = ResubmitException.class)
public void errorTest() {
UserService service = ResubmitProxy.getProxy(new UserService());
service.queryInfo("1");
service.queryInfo("1");
}
核心实现
定义注解
- Resubmit.java
首先，我们定义一个注解。
import com.github.houbb.resubmit.api.support.ICache;
import com.github.houbb.resubmit.api.support.IKeyGenerator;
import com.github.houbb.resubmit.api.support.ITokenGenerator;
import java.lang.annotation.*;
/**
* @author binbin.hou
* @since 0.0.1
*/
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
@Documented
public @interface Resubmit {
/**
* 缓存实现策略
* @return 实现
* @since 0.0.1
*/
Class<? extends ICache> cache() default ICache.class;
/**
* key 生成策略
* @return 生成策略
* @since 0.0.1
*/
Class<? extends IKeyGenerator> keyGenerator() default IKeyGenerator.class;
/**
* 密匙生成策略
* @return 生成策略
* @since 0.0.1
*/
Class<? extends ITokenGenerator> tokenGenerator() default ITokenGenerator.class;
/**
* 存活时间
*
* 单位：秒
* @return 时间
* @since 0.0.1
*/
int ttl() default 60;
}
缓存接口实现
整体流程：
缓存接口，用于存放对应的请求信息。
每次请求，将 token+method+params 作为唯一的 key 存入，再次请求时判断是否存在。
如果已经存在，则认为是重复提交。
可自行拓展为基于 redis/mysql 等，解决分布式架构的数据共享问题。
存储信息的清理：
采用定时任务，每秒钟进行清理。
public class ConcurrentHashMapCache implements ICache {
/**
* 日志信息
* @since 0.0.1
*/
private static final Log LOG = LogFactory.getLog(ConcurrentHashMapCache.class);
/**
* 存储信息
* @since 0.0.1
*/
private static final ConcurrentHashMap<String, Long> MAP = new ConcurrentHashMap<>();
static {
Executors.newScheduledThreadPool(1)
.scheduleAtFixedRate(new CleanTask(), 1, 1,
TimeUnit.SECONDS);
}
/**
* 清理任务执行
* @since 0.0.1
*/
private static class CleanTask implements Runnable {
@Override
public void run() {
LOG.info("[Cache] 开始清理过期数据");
// 当前时间固定，不需要考虑删除的耗时
// 毕竟最多相差 1s，但是和系统的时钟交互是比删除耗时多的。
long currentMills = System.currentTimeMillis();
for(Map.Entry<String, Long> entry : MAP.entrySet()) {
long live = entry.getValue();
if(currentMills >= live) {
final String key = entry.getKey();
MAP.remove(key);
LOG.info("[Cache] 移除 key: {}", key);
}
}
LOG.info("[Cache] 结束清理过期数据");
}
}
@Override
public void put(String key, int ttlSeconds) {
if(ttlSeconds <= 0) {
LOG.info("[Cache] ttl is less than 1, just ignore.");
return;
}
long time = System.currentTimeMillis();
long liveTo = time + ttlSeconds * 1000;
LOG.info("[Cache] put into cache, key: {}, live to: {}", key, liveTo);
MAP.putIfAbsent(key, liveTo);
}
@Override
public boolean contains(String key) {
boolean result = MAP.containsKey(key);
LOG.info("[Cache] contains key: {} result: {}", key, result);
return result;
}
}
代理实现
此处以 cglib 代理为例
- CglibProxy.java
import com.github.houbb.resubmit.api.support.IResubmitProxy;
import com.github.houbb.resubmit.core.support.proxy.ResubmitProxy;
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* CGLIB 代理类
* @author binbin.hou
* date 2019/3/7
* @since 0.0.2
*/
public class CglibProxy implements MethodInterceptor, IResubmitProxy {
/**
* 被代理的对象
*/
private final Object target;
public CglibProxy(Object target) {
this.target = target;
}
@Override
public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
//1. 添加判断
ResubmitProxy.resubmit(method, objects);
//2. 返回结果
return method.invoke(target, objects);
}
@Override
public Object proxy() {
Enhancer enhancer = new Enhancer();
//目标对象类
enhancer.setSuperclass(target.getClass());
enhancer.setCallback(this);
//通过字节码技术创建目标对象类的子类实例作为代理
return enhancer.create();
}
}
最核心的方法就是 ResubmitProxy.resubmit(method, objects);
实现如下：
/**
* 重复提交验证
* @param method 方法
* @param args 入参
* @since 0.0.1
*/
public static void resubmit(final Method method,
final Object[] args) {
if(method.isAnnotationPresent(Resubmit.class)) {
Resubmit resubmit = method.getAnnotation(Resubmit.class);
// 构建入参
ResubmitBs.newInstance()
.cache(resubmit.cache())
.ttl(resubmit.ttl())
.keyGenerator(resubmit.keyGenerator())
.tokenGenerator(resubmit.tokenGenerator())
.method(method)
.params(args)
.resubmit();
}
}
这里会根据用户指定的注解配置，进行对应的防重复提交限制。
鉴于篇幅原因，此处不再展开。
完整的代码，参见开源地址：
spring aop 整合
spring 整合的必要性
spring 作为 java 开发中基本必不可少的框架，为我们的日常开发提供了很大的便利性。
我们一起来看一下，当与 spring 整合之后，使用起来会变得多么简单呢？
spring 整合使用
maven 引入
<dependency>
<group>com.github.houbb</group>
<artifact>resubmit-spring</artifact>
<version>0.0.3</version>
</dependency>
服务类编写
通过注解 @Resubmit 指定我们防止重复提交的方法。
@Service
public class UserService {
@Resubmit(ttl = 5)
public void queryInfo(final String id) {
System.out.println("query info: " + id);
}
}
配置
主要指定 spring 的一些扫包配置，@EnableResubmit 注解启用防止重复提交。
@ComponentScan("com.github.houbb.resubmit.test.service")
@EnableResubmit
@Configuration
public class SpringConfig {
}
测试代码
@ContextConfiguration(classes = SpringConfig.class)
@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
public class ResubmitSpringTest {
@Autowired
private UserService service;
@Test(expected = ResubmitException.class)
public void queryTest() {
service.queryInfo("1");
service.queryInfo("1");
}
}
核心实现
注解定义
import com.github.houbb.resubmit.spring.config.ResubmitAopConfig;
import org.springframework.context.annotation.EnableAspectJAutoProxy;
import org.springframework.context.annotation.Import;
import java.lang.annotation.*;
/**
* 启用注解
* @author binbin.hou
* @since 0.0.2
*/
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Import(ResubmitAopConfig.class)
@EnableAspectJAutoProxy
public @interface EnableResubmit {
}
其中 ResubmitAopConfig 的内容如下：
@Configuration
@ComponentScan(basePackages = "com.github.houbb.resubmit.spring")
public class ResubmitAopConfig {
}
主要是一些扫包信息。
aop 实现
这里就是大家比较常见的 aop 切面实现。
我们验证方法有指定注解时，直接进行防止重复提交的验证。
import com.github.houbb.aop.spring.util.SpringAopUtil;
import com.github.houbb.resubmit.api.annotation.Resubmit;
import com.github.houbb.resubmit.core.support.proxy.ResubmitProxy;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* @author binbin.hou
* @since 0.0.2
*/
@Aspect
@Component
public class ResubmitAspect {
@Pointcut("@annotation(com.github.houbb.resubmit.api.annotation.Resubmit)")
public void resubmitPointcut() {
}
/**
* 执行核心方法
*
* 相当于 MethodInterceptor
* @param point 切点
* @return 结果
* @throws Throwable 异常信息
* @since 0.0.2
*/
@Around("resubmitPointcut()")
public Object around(ProceedingJoinPoint point) throws Throwable {
Method method = SpringAopUtil.getCurrentMethod(point);
if(method.isAnnotationPresent(Resubmit.class)) {
// 执行代理操作
Object[] args = point.getArgs();
ResubmitProxy.resubmit(method, args);
}
// 正常方法调用
return point.proceed();
}
}
spring-boot 整合
spring-boot-starter
看完了 spring 的使用，你是否觉得已经很简单了呢？
实际上，整合 spring-boot 可以让我们使用起来更加简单。
直接引入 jar 包，就可以使用。
这一切都要归功于 spring-boot-starter 的特性。
测试案例
maven 引入
<dependency>
<groupId>com.github.houbb</groupId>
<artifactId>resubmit-springboot-starter</artifactId>
<version>0.0.3</version>
</dependency>
启动入口
UserService.java 和 spring 整合中一样，此处不再赘述。
ResubmitApplication 类是一个标准的 spring-boot 启动类。
@SpringBootApplication
public class ResubmitApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(ResubmitApplication.class, args);
}
}
测试代码
@ContextConfiguration(classes = ResubmitApplication.class)
@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
public class ResubmitSpringBootStarterTest {
@Autowired
private UserService service;
@Test(expected = ResubmitException.class)
public void queryTest() {
service.queryInfo("1");
service.queryInfo("1");
}
}
怎么样，是不是非常的简单？
下面我们来一下核心实现。
核心实现
代码
package com.github.houbb.resubmit.springboot.starter.config;
import com.github.houbb.resubmit.spring.annotation.EnableResubmit;
import org.springframework.boot.autoconfigure.condition.ConditionalOnClass;
import org.springframework.boot.context.properties.EnableConfigurationProperties;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
/**
* 防止重复提交自动配置
* @author binbin.hou
* @since 0.0.3
*/
@Configuration
@EnableConfigurationProperties(ResubmitProperties.class)
@ConditionalOnClass(EnableResubmit.class)
@EnableResubmit
public class ResubmitAutoConfig {
private final ResubmitProperties resubmitProperties;
public ResubmitAutoConfig(ResubmitProperties resubmitProperties) {
this.resubmitProperties = resubmitProperties;
}
}
配置
创建 resource/META-INFO/spring.factories 文件中，内容如下：
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=com.github.houbb.resubmit.springboot.starter.config.ResubmitAutoConfig
这样 spring-boot 启动时，就会基于 SPI 自动配置我们的实现。
关于 spi，我们后续有机会一起深入展开一下。
完整代码地址：
https://github.com/houbb/resubmit/tree/master/resubmit-springboot-starter
小结
无论是工作还是面试，当我们遇到类似的问题时，都应该多想一点。
而不是简单的回答基于 session 之类的，一听就是从网上看来的。
问题是怎么产生的？
有哪些方式可以解决的？各有什么利弊？
能否封装为工具，便于复用？
当然，这里还涉及到幂等性，AOP，SPI 等知识点。
一道简单的面试题，如果深挖，背后还是有不少值得探讨的东西。
愿你有所收获。
开源地址
为了便于大家学习，该项目已经开源，欢迎 star~
