ASP.NET Core使用filter和redis实现接口防重

背景

日常开发中，经常需要对一些响应不是很快的关键业务接口增加防重功能，即短时间内收到的多个相同的请求，只处理一个，其余不处理，避免产生脏数据。这和幂等性（idempotency）稍微有点区别，幂等性要求的是对重复请求有相同的效果和结果，通常需要在接口内部执行业务操作前检查状态；而防重可以认为是一个业务无关的通用功能，在ASP.NET Core中我们可以借助Filter和redis实现。

关于Filter

Filter的由来可以追溯到ASP.NET MVC中的ActionFilter和ASP.NET Web API中的ActionFilterAttribute。ASP.NET Core将这些不同类型的Filter统一为一种类型，称为Filter，以简化API和提高灵活性。ASP.NET Core中Filter可以用于实现例如身份验证、日志记录、异常处理、性能监控等各种功能。

通过使用Filter，我们可以在请求处理管道的特定阶段之前或者之后运行自定义代码，达到AOP的效果。

编码实现

防重组件的思路很简单，将第一次请求的某些参数作为标识符存入redis中，并设置过期时间，下次请求过来，先检查redis相同的请求是否已被处理；
作为一个通用组件，我们需要能让使用者自定义作为标识符的字段以及过期时间，下面开始实现。

PreventDuplicateRequestsActionFilter

	public class PreventDuplicateRequestsActionFilter : IAsyncActionFilter
	{
	public string[] FactorNames { get; set; }
	public TimeSpan? AbsoluteExpirationRelativeToNow { get; set; }

	private readonly IDistributedCache _cache;
	private readonly ILogger<PreventDuplicateRequestsActionFilter> _logger;

	public PreventDuplicateRequestsActionFilter(IDistributedCache cache, ILogger<PreventDuplicateRequestsActionFilter> logger)
	{
	_cache = cache;
	_logger = logger;
	}

	public async Task OnActionExecutionAsync(ActionExecutingContext context, ActionExecutionDelegate next)
	{
	var factorValues = new string?[FactorNames.Length];

	var isFromBody =
	context.ActionDescriptor.Parameters.Any(r => r.BindingInfo?.BindingSource == BindingSource.Body);
	if (isFromBody)
	{
	var parameterValue = context.ActionArguments.FirstOrDefault().Value;
	factorValues = FactorNames.Select(name =>
	parameterValue?.GetType().GetProperty(name)?.GetValue(parameterValue)?.ToString()).ToArray();
	}
	else
	{
	for (var index = 0; index < FactorNames.Length; index++)
	{
	if (context.ActionArguments.TryGetValue(FactorNames[index], out var factorValue))
	{
	factorValues[index] = factorValue?.ToString();
	}
	}
	}

	if (factorValues.All(string.IsNullOrEmpty))
	{
	_logger.LogWarning("Please config FactorNames.");

	await next();
	return;
	}

	var idempotentKey = $"{context.HttpContext.Request.Path.Value}:{string.Join("-", factorValues)}";
	var idempotentValue = await _cache.GetStringAsync(idempotentKey);
	if (idempotentValue != null)
	{
	_logger.LogWarning("Received duplicate request({},{}), short-circuiting...", idempotentKey, idempotentValue);
	context.Result = new AcceptedResult();
	}
	else
	{
	await _cache.SetStringAsync(idempotentKey, DateTimeOffset.UtcNow.ToString(),
	new DistributedCacheEntryOptions {AbsoluteExpirationRelativeToNow = AbsoluteExpirationRelativeToNow});
	await next();
	}
	}
	}

PreventDuplicateRequestsActionFilter里，我们首先通过反射从 ActionArguments拿到指定参数字段的值，由于从request body取值略有不同，我们需要分开处理；接下来开始拼接key并检查redis，如果key已经存在，我们需要短路请求，这里直接返回的是 Accepted (202)而不是Conflict (409)或者其它错误状态，是为了避免上游已经调用失败而继续重试。

PreventDuplicateRequestsAttribute

防重组件的全部逻辑在PreventDuplicateRequestsActionFilter中已经实现，由于它需要注入IDistributedCache和ILogger对象，我们使用IFilterFactory实现一个自定义属性，方便使用。

	[AttributeUsage(AttributeTargets.Method)]
	public class PreventDuplicateRequestsAttribute : Attribute, IFilterFactory
	{
	private readonly string[] _factorNames;
	private readonly int _expiredMinutes;

	public PreventDuplicateRequestsAttribute(int expiredMinutes, params string[] factorNames)
	{
	_expiredMinutes = expiredMinutes;
	_factorNames = factorNames;
	}

	public IFilterMetadata CreateInstance(IServiceProvider serviceProvider)
	{
	var filter = serviceProvider.GetService<PreventDuplicateRequestsActionFilter>();
	filter.FactorNames = _factorNames;
	filter.AbsoluteExpirationRelativeToNow = TimeSpan.FromMinutes(_expiredMinutes);
	return filter;
	}
	public bool IsReusable => false;
	}

注册

为了简单，操作redis，直接使用微软Microsoft.Extensions.Caching.StackExchangeRedis包；注册PreventDuplicateRequestsActionFilter，PreventDuplicateRequestsAttribute无需注册。

	builder.Services.AddStackExchangeRedisCache(options =>
	{
	options.Configuration = "127.0.0.1:6379,DefaultDatabase=1";
	});
	builder.Services.AddScoped<PreventDuplicateRequestsActionFilter>();

使用

假设我们有一个接口CancelOrder，我们指定入参中的OrderId和Reason为因子。

	namespace PreventDuplicateRequestDemo.Controllers
	{
	[Route("api/[controller]")]
	[ApiController]
	public class OrderController : ControllerBase
	{
	[HttpPost(nameof(CancelOrder))]
	[PreventDuplicateRequests(5, "OrderId", "Reason")]
	public async Task<IActionResult> CancelOrder([FromBody] CancelOrderRequest request)
	{
	await Task.Delay(1000);
	return new OkResult();
	}
	}

	public class CancelOrderRequest
	{
	public Guid OrderId { get; set; }
	public string Reason { get; set; }
	}
	}