Java防止數(shù)據(jù)重復提交的方法有哪些

本篇內(nèi)容介紹了“Java防止數(shù)據(jù)重復提交的方法有哪些”的有關(guān)知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠?qū)W有所成！

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模擬用戶場景

根據(jù)朋友的反饋，大致的場景是這樣的，如下圖所示：

簡化的模擬代碼如下(基于 Spring Boot)：

import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;  @RequestMapping("/user") @RestController public class UserController {    /**      * 被重復請求的方法      */     @RequestMapping("/add")     public String addUser(String id) {         // 業(yè)務代碼...         System.out.println("添加用戶ID:" + id);         return "執(zhí)行成功！";     } }

于是磊哥就想到：通過前、后端分別攔截的方式來解決數(shù)據(jù)重復提交的問題。

前端攔截

前端攔截是指通過 HTML 頁面來攔截重復請求，比如在用戶點擊完“提交”按鈕后，我們可以把按鈕設(shè)置為不可用或者隱藏狀態(tài)。

執(zhí)行效果如下圖所示：

Java防止數(shù)據(jù)重復提交的方法有哪些

前端攔截的實現(xiàn)代碼：

<html> <script>     function subCli(){         // 按鈕設(shè)置為不可用         document.getElementById("btn_sub").disabled="disabled";         document.getElementById("dv1").innerText = "按鈕被點擊了~";     } </script> <body style="margin-top: 100px;margin-left: 100px;">     <input id="btn_sub" type="button"  value=" 提 交 "  onclick="subCli()">     <div id="dv1" style="margin-top: 80px;"></div> </body> </html>

但前端攔截有一個致命的問題，如果是懂行的程序員或非法用戶可以直接繞過前端頁面，通過模擬請求來重復提交請求，比如充值了 100 元，重復提交了 10 次變成了 1000 元(瞬間發(fā)現(xiàn)了一個致富的好辦法)。

所以除了前端攔截一部分正常的誤操作之外，后端的攔截也是必不可少。

后端攔截

后端攔截的實現(xiàn)思路是在方法執(zhí)行之前，先判斷此業(yè)務是否已經(jīng)執(zhí)行過，如果執(zhí)行過則不再執(zhí)行，否則就正常執(zhí)行。

我們將請求的業(yè)務 ID 存儲在內(nèi)存中，并且通過添加互斥鎖來保證多線程下的程序執(zhí)行安全，大體實現(xiàn)思路如下圖所示：

Java防止數(shù)據(jù)重復提交的方法有哪些

然而，將數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存中，最簡單的方法就是使用 HashMap 存儲，或者是使用 Guava Cache 也是同樣的效果，但很顯然 HashMap 可以更快的實現(xiàn)功能，所以我們先來實現(xiàn)一個 HashMap 的防重(防止重復)版本。

1.基礎(chǔ)版——HashMap

import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;  import java.util.HashMap; import java.util.Map;  /**  * 普通 Map 版本  */ @RequestMapping("/user") @RestController public class UserController3 {      // 緩存 ID 集合     private Map<String, Integer> reqCache = new HashMap<>();      @RequestMapping("/add")     public String addUser(String id) {         // 非空判斷(忽略)...         synchronized (this.getClass()) {             // 重復請求判斷             if (reqCache.containsKey(id)) {                 // 重復請求                 System.out.println("請勿重復提交！！！" + id);                 return "執(zhí)行失敗";             }             // 存儲請求 ID             reqCache.put(id, 1);         }         // 業(yè)務代碼...         System.out.println("添加用戶ID:" + id);         return "執(zhí)行成功！";     } }

實現(xiàn)效果如下圖所示：

Java防止數(shù)據(jù)重復提交的方法有哪些

存在的問題：此實現(xiàn)方式有一個致命的問題，因為 HashMap 是無限增長的，因此它會占用越來越多的內(nèi)存，并且隨著 HashMap 數(shù)量的增加查找的速度也會降低，所以我們需要實現(xiàn)一個可以自動“清除”過期數(shù)據(jù)的實現(xiàn)方案。

2.優(yōu)化版——固定大小的數(shù)組

此版本解決了 HashMap 無限增長的問題，它使用數(shù)組加下標計數(shù)器(reqCacheCounter)的方式，實現(xiàn)了固定數(shù)組的循環(huán)存儲。

當數(shù)組存儲到最后一位時，將數(shù)組的存儲下標設(shè)置 0，再從頭開始存儲數(shù)據(jù)，實現(xiàn)代碼如下：

import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;  import java.util.Arrays;  @RequestMapping("/user") @RestController public class UserController {      private static String[] reqCache = new String[100]; // 請求 ID 存儲集合     private static Integer reqCacheCounter = 0; // 請求計數(shù)器（指示 ID 存儲的位置）      @RequestMapping("/add")     public String addUser(String id) {         // 非空判斷(忽略)...         synchronized (this.getClass()) {             // 重復請求判斷             if (Arrays.asList(reqCache).contains(id)) {                 // 重復請求                 System.out.println("請勿重復提交！！！" + id);                 return "執(zhí)行失敗";             }             // 記錄請求 ID             if (reqCacheCounter >= reqCache.length) reqCacheCounter = 0; // 重置計數(shù)器             reqCache[reqCacheCounter] = id; // 將 ID 保存到緩存             reqCacheCounter++; // 下標往后移一位         }         // 業(yè)務代碼...         System.out.println("添加用戶ID:" + id);         return "執(zhí)行成功！";     } }

3.擴展版——雙重檢測鎖(DCL)

上一種實現(xiàn)方法將判斷和添加業(yè)務，都放入 synchronized 中進行加鎖操作，這樣顯然性能不是很高，于是我們可以使用單例中著名的 DCL(Double Checked Locking，雙重檢測鎖)來優(yōu)化代碼的執(zhí)行效率，實現(xiàn)代碼如下：

import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;  import java.util.Arrays;  @RequestMapping("/user") @RestController public class UserController {      private static String[] reqCache = new String[100]; // 請求 ID 存儲集合     private static Integer reqCacheCounter = 0; // 請求計數(shù)器（指示 ID 存儲的位置）      @RequestMapping("/add")     public String addUser(String id) {         // 非空判斷(忽略)...         // 重復請求判斷         if (Arrays.asList(reqCache).contains(id)) {             // 重復請求             System.out.println("請勿重復提交！！！" + id);             return "執(zhí)行失敗";         }         synchronized (this.getClass()) {             // 雙重檢查鎖（DCL,double checked locking）提高程序的執(zhí)行效率             if (Arrays.asList(reqCache).contains(id)) {                 // 重復請求                 System.out.println("請勿重復提交！！！" + id);                 return "執(zhí)行失敗";             }             // 記錄請求 ID             if (reqCacheCounter >= reqCache.length) reqCacheCounter = 0; // 重置計數(shù)器             reqCache[reqCacheCounter] = id; // 將 ID 保存到緩存             reqCacheCounter++; // 下標往后移一位         }         // 業(yè)務代碼...         System.out.println("添加用戶ID:" + id);         return "執(zhí)行成功！";     } }

注意：DCL 適用于重復提交頻繁比較高的業(yè)務場景，對于相反的業(yè)務場景下 DCL 并不適用。

4.完善版——LRUMap

上面的代碼基本已經(jīng)實現(xiàn)了重復數(shù)據(jù)的攔截，但顯然不夠簡潔和優(yōu)雅，比如下標計數(shù)器的聲明和業(yè)務處理等，但值得慶幸的是 Apache 為我們提供了一個 commons-collections 的框架，里面有一個非常好用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) LRUMap 可以保存指定數(shù)量的固定的數(shù)據(jù)，并且它會按照 LRU 算法，幫你清除最不常用的數(shù)據(jù)。

小貼士：LRU 是 Least Recently Used 的縮寫，即最近最少使用，是一種常用的數(shù)據(jù)淘汰算法，選擇最近最久未使用的數(shù)據(jù)予以淘汰。

首先，我們先來添加 Apache commons collections 的引用：

 <!-- 集合工具類 apache commons collections --> <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.commons/commons-collections4 --> <dependency>   <groupId>org.apache.commons</groupId>   <artifactId>commons-collections4</artifactId>   <version>4.4</version> </dependency>

實現(xiàn)代碼如下：

import org.apache.commons.collections4.map.LRUMap; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;  @RequestMapping("/user") @RestController public class UserController {      // 最大容量 100 個，根據(jù) LRU 算法淘汰數(shù)據(jù)的 Map 集合     private LRUMap<String, Integer> reqCache = new LRUMap<>(100);      @RequestMapping("/add")     public String addUser(String id) {         // 非空判斷(忽略)...         synchronized (this.getClass()) {             // 重復請求判斷             if (reqCache.containsKey(id)) {                 // 重復請求                 System.out.println("請勿重復提交！！！" + id);                 return "執(zhí)行失敗";             }             // 存儲請求 ID             reqCache.put(id, 1);         }         // 業(yè)務代碼...         System.out.println("添加用戶ID:" + id);         return "執(zhí)行成功！";     } }

使用了 LRUMap 之后，代碼顯然簡潔了很多。

5.最終版——封裝

以上都是方法級別的實現(xiàn)方案，然而在實際的業(yè)務中，我們可能有很多的方法都需要防重，那么接下來我們就來封裝一個公共的方法，以供所有類使用：

import org.apache.commons.collections4.map.LRUMap;  /**  * 冪等性判斷  */ public class IdempotentUtils {      // 根據(jù) LRU(Least Recently Used，最近最少使用)算法淘汰數(shù)據(jù)的 Map 集合，最大容量 100 個     private static LRUMap<String, Integer> reqCache = new LRUMap<>(100);      /**      * 冪等性判斷      * @return      */     public static boolean judge(String id, Object lockClass) {         synchronized (lockClass) {             // 重復請求判斷             if (reqCache.containsKey(id)) {                 // 重復請求                 System.out.println("請勿重復提交！！！" + id);                 return false;             }             // 非重復請求，存儲請求 ID             reqCache.put(id, 1);         }         return true;     } }

調(diào)用代碼如下：

import com.example.idempote.util.IdempotentUtils; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;  @RequestMapping("/user") @RestController public class UserController4 {     @RequestMapping("/add")     public String addUser(String id) {         // 非空判斷(忽略)...         // -------------- 冪等性調(diào)用（開始） --------------         if (!IdempotentUtils.judge(id, this.getClass())) {             return "執(zhí)行失敗";         }         // -------------- 冪等性調(diào)用（結(jié)束） --------------         // 業(yè)務代碼...         System.out.println("添加用戶ID:" + id);         return "執(zhí)行成功！";     } }

小貼士：一般情況下代碼寫到這里就結(jié)束了，但想要更簡潔也是可以實現(xiàn)的，你可以通過自定義注解，將業(yè)務代碼寫到注解中，需要調(diào)用的方法只需要寫一行注解就可以防止數(shù)據(jù)重復提交了，老鐵們可以自行嘗試一下(需要磊哥擼一篇的，評論區(qū)留言 666)。

擴展知識——LRUMap 實現(xiàn)原理分析

既然 LRUMap 如此強大，我們就來看看它是如何實現(xiàn)的。

LRUMap 的本質(zhì)是持有頭結(jié)點的環(huán)回雙鏈表結(jié)構(gòu)，它的存儲結(jié)構(gòu)如下：

AbstractLinkedMap.LinkEntry entry;

當調(diào)用查詢方法時，會將使用的元素放在雙鏈表 header 的前一個位置，源碼如下：

public V get(Object key, boolean updateToMRU) {     LinkEntry<K, V> entry = this.getEntry(key);     if (entry == null) {         return null;     } else {         if (updateToMRU) {             this.moveToMRU(entry);         }          return entry.getValue();     } } protected void moveToMRU(LinkEntry<K, V> entry) {     if (entry.after != this.header) {         ++this.modCount;         if (entry.before == null) {             throw new IllegalStateException("Entry.before is null. This should not occur if your keys are immutable, and you have used synchronization properly.");         }          entry.before.after = entry.after;         entry.after.before = entry.before;         entry.after = this.header;         entry.before = this.header.before;         this.header.before.after = entry;         this.header.before = entry;     } else if (entry == this.header) {         throw new IllegalStateException("Can't move header to MRU This should not occur if your keys are immutable, and you have used synchronization properly.");     }  }

如果新增元素時，容量滿了就會移除 header 的后一個元素，添加源碼如下：

protected void addMapping(int hashIndex, int hashCode, K key, V value) {     // 判斷容器是否已滿      if (this.isFull()) {         LinkEntry<K, V> reuse = this.header.after;         boolean removeLRUEntry = false;         if (!this.scanUntilRemovable) {             removeLRUEntry = this.removeLRU(reuse);         } else {             while(reuse != this.header && reuse != null) {                 if (this.removeLRU(reuse)) {                     removeLRUEntry = true;                     break;                 }                 reuse = reuse.after;             }             if (reuse == null) {                 throw new IllegalStateException("Entry.after=null, header.after=" + this.header.after + " header.before=" + this.header.before + " key=" + key + " value=" + value + " size=" + this.size + " maxSize=" + this.maxSize + " This should not occur if your keys are immutable, and you have used synchronization properly.");             }         }         if (removeLRUEntry) {             if (reuse == null) {                 throw new IllegalStateException("reuse=null, header.after=" + this.header.after + " header.before=" + this.header.before + " key=" + key + " value=" + value + " size=" + this.size + " maxSize=" + this.maxSize + " This should not occur if your keys are immutable, and you have used synchronization properly.");             }             this.reuseMapping(reuse, hashIndex, hashCode, key, value);         } else {             super.addMapping(hashIndex, hashCode, key, value);         }     } else {         super.addMapping(hashIndex, hashCode, key, value);     } }

判斷容量的源碼：

public boolean isFull() {   return size >= maxSize; }

容量未滿就直接添加數(shù)據(jù)：

super.addMapping(hashIndex, hashCode, key, value);

如果容量滿了，就調(diào)用 reuseMapping 方法使用 LRU 算法對數(shù)據(jù)進行清除。

綜合來說：LRUMap 的本質(zhì)是持有頭結(jié)點的環(huán)回雙鏈表結(jié)構(gòu)，當使用元素時，就將該元素放在雙鏈表 header 的前一個位置，在新增元素時，如果容量滿了就會移除 header的后一個元素。

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文章標題：Java防止數(shù)據(jù)重復提交的方法有哪些
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