JAVA：Spring Boot 实现接口防抖的技术指南

拾荒的小海螺 2024-08-19

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1、简述

在 Web 应用中，接口防抖是一种常见的技术手段，用于防止客户端在短时间内多次触发同一接口，从而减轻服务器的负担和防止重复操作。本文将介绍如何在 Spring Boot 项目中实现接口防抖功能，并通过实例展示其应用场景。

2、防抖

2.1 什么是接口防抖？

接口防抖（Debouncing）是一种在用户频繁触发操作时，通过延迟响应来减少接口调用次数的技术。它通过设定一个时间窗口，在该时间窗口内，如果同一接口被多次调用，则只会执行最后一次调用的操作，其他调用将被忽略。

2.2 为什么需要接口防抖？

在实际开发中，用户可能会由于网络延迟或重复点击等原因频繁触发接口调用，导致服务器压力增大，甚至引发重复的数据库操作。接口防抖可以有效地避免这些问题，从而提升应用的性能和用户体验。

3、时间戳实现防抖

3.1 使用注解和 AOP 实现防抖逻辑

我们可以通过自定义注解和 Spring AOP（面向切面编程）来实现接口防抖功能。首先，创建一个自定义注解 @Debounce，用于标记需要防抖的接口。

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;


@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Debounce {
    long delay() default 1000; // 默认防抖时间为 1 秒
}

3.2 实现防抖切面逻辑

接下来，创建一个 AOP 切面类，拦截带有 @Debounce 注解的方法，并实现防抖逻辑。

import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.springframework.stereotype.Component;


import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;


@Aspect
@Component
public class DebounceAspect {


    private final Map<String, Long> requestTimestamps = new ConcurrentHashMap<>();


    @Around("@annotation(debounce)")
    public Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint, Debounce debounce) throws Throwable {
        String key = joinPoint.getSignature().toString();
        long currentTime = System.currentTimeMillis();


        Long lastTime = requestTimestamps.get(key);
        if (lastTime != null && (currentTime - lastTime) < debounce.delay()) {
            // 如果在防抖时间内，则忽略这次调用
            return null;
        }


        // 更新上次调用的时间戳
        requestTimestamps.put(key, currentTime);


        // 执行目标方法
        return joinPoint.proceed();
    }
}

这个切面类中使用 ConcurrentHashMap 来记录每个接口的最近调用时间，并在调用前判断是否在防抖时间内。如果在防抖时间内则忽略这次调用，否则更新调用时间并继续执行接口逻辑。

3.3 应用防抖注解

在实际使用中，只需要将 @Debounce 注解添加到需要防抖的接口方法上即可。例如：

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;


@RestController
@RequestMapping("/api")
public class DebounceController {


    @GetMapping("/submit")
    @Debounce(delay = 2000)
    public String submitForm() {
        return "表单提交成功";
    }
}

在这个例子中，当用户在 2 秒内多次触发 api/submit 接口时，只有第一次请求会被处理，其余请求将被忽略。

4、Redis实现防抖

Redis 是一个高性能的内存数据库，具有极快的读写速度和丰富的数据类型。使用 Redis 可以非常高效地实现防抖功能，因为它支持键的过期时间功能，可以根据需要灵活设置请求的限制时间。

4.1 配置

首先，需要在 pom.xml 中引入 Spring Boot 的 Redis 依赖：

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

在 application.yml 或 application.properties 文件中配置 Redis 连接信息：

spring:
  redis:
    host: localhost
    port: 6379
    # 如果使用密码，可以添加以下配置
    # password: yourpassword

4.2 创建 Redis 工具类

为了方便操作 Redis，可以创建一个工具类来封装常用的方法：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Component;


import java.util.concurrent.TimeUnit;


@Component
public class RedisUtil {


    @Autowired
    private StringRedisTemplate redisTemplate;


    /**
     * 设置键值对，并设置过期时间
     *
     * @param key     键
     * @param value   值
     * @param timeout 超时时间
     * @param unit    时间单位
     */
    public void set(String key, String value, long timeout, TimeUnit unit) {
        redisTemplate.opsForValue().set(key, value, timeout, unit);
    }


    /**
     * 检查键是否存在
     *
     * @param key 键
     * @return 如果存在返回 true，否则返回 false
     */
    public boolean hasKey(String key) {
        return Boolean.TRUE.equals(redisTemplate.hasKey(key));
    }
}

4.3 实现防抖功能

接下来，我们将实现一个拦截器，用于在请求到达控制器之前进行防抖处理。

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;


import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;


@Component
public class DebounceInterceptor implements HandlerInterceptor {


    @Autowired
    private RedisUtil redisUtil;


    private static final long DEBOUNCE_TIME = 2; // 防抖时间（秒）


    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        String key = "debounce:" + request.getSession().getId() + ":" + request.getRequestURI();
        
        if (redisUtil.hasKey(key)) {
            response.setStatus(HttpServletResponse.SC_TOO_MANY_REQUESTS);
            return false; // 拦截请求
        }


        // 设置防抖时间
        redisUtil.set(key, "1", DEBOUNCE_TIME, TimeUnit.SECONDS);
        return true; // 继续执行请求
    }
}

这个拦截器会为每个请求生成一个唯一的键（通过会话 ID 和请求 URI 组合），然后检查 Redis 中是否已经存在该键。如果存在，表示该请求在短时间内已被发起过，将返回 429（请求过多）状态码并拦截请求。否则，拦截器将继续处理请求，并将请求信息存储在 Redis 中，设置过期时间。

4.4 测试防抖功能

创建一个简单的控制器来测试防抖功能：

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;


@RestController
public class TestController {


    @GetMapping("/api/test")
    public String testDebounce() {
        return "Request successful!";
    }
}

启动应用程序，然后在短时间内多次访问 api/test 接口。你应该会看到第一次请求返回 "Request successful!"，后续快速的请求将被拦截，并返回状态码 429。

5、总结

接口防抖是一种简单而有效的手段，用于提高系统的健壮性和用户体验。在 Spring Boot 项目中，通过自定义注解和 AOP 可以轻松实现防抖功能。本文通过实例展示了如何将接口防抖应用于实际开发中，从而避免由于频繁调用导致的服务器压力和重复操作。

通过这种方法，你可以有效地减少接口的无效调用次数，优化系统性能。如果有其他需求或进一步探讨的内容，欢迎随时交流。

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