引言

在分布式系统中，接口的幂等性设计是确保服务健壮性和数据一致性的重要手段。通过将Redis作为中间件，结合Lua脚本执行原子操作，我们可以高效地实现接口请求的幂等控制。同时，为保证系统的资源有效利用，我们还可以为Redis中的幂等键设置过期时间，以自动清理已完成或超时的请求记录。

一、什么是接口幂等性及其重要性

接口幂等性是指一个接口对于同一请求（包含相同参数）在任何时刻多次调用产生的影响都是一致的，即只会对系统产生一次有效的结果。例如，在支付场景下，用户提交同一笔订单的支付请求两次，具有幂等性的支付接口会确保仅扣款一次。

二、利用Redis实现接口幂等性

简单方法：使用SETNX命令与EXPIRE配合

首先，我们可以为每个待处理的业务请求生成唯一ID作为Redis的Key，并利用SETNX命令检查并设置该Key。如果Key不存在，则插入并返回1，表示请求未处理；否则返回0，表示请求已处理。

String uniqueId = generateUniqueId();
boolean isDuplicateRequest = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(uniqueId, "processed");
if (!isDuplicateRequest) {
    // 请求已被处理，返回错误信息或忽略此次请求
} else {
    // 设置Key的过期时间
    redisTemplate.expire(uniqueId, expirationTime, TimeUnit.SECONDS);
}

然而，这种方法并不完全满足原子性要求，因为SETNX和EXPIRE是两个独立的操作。为了保证原子性，可以采用Lua脚本来实现。

进阶方案：使用Lua脚本实现原子操作

编写Lua脚本来封装幂等性校验及设置过期时间的过程：

-- lua_script.lua
local key = KEYS[1]
local value = ARGV[1]
local expireSeconds = tonumber(ARGV[2])

-- 如果key不存在，则设置key-value并设置过期时间，返回1表示首次请求
if not redis.call('exists', key) then
    redis.call('set', key, value)
    redis.call('expire', key, expireSeconds)
    return 1
else
    -- key已存在，返回0表示重复请求
    return 0
end

在Java代码中执行Lua脚本：

String script = "return redis.call('exists', KEYS[1]) == 0 and redis.call('set', KEYS[1], ARGV[1]) and redis.call('expire', KEYS[1], ARGV[2]) or 0";
Object result = jedis.eval(script, Collections.singletonList(uniqueId), Arrays.asList("processed", String.valueOf(expirationTime)));

if ((Long) result == 1) {
    // 请求未处理，继续后续业务逻辑
} else {
    // 请求已被处理，返回错误信息或忽略此次请求
}

通过上述Lua脚本，我们在Redis中实现了检查、设置键值以及设置过期时间的原子操作，从而有效地保障了接口的幂等性。

三、总结

借助Redis的高性能内存存储能力和Lua脚本的原子特性，我们成功地构建了一个能够处理接口幂等性的解决方案。结合自动过期机制，这种方案不仅有效地避免了重复处理问题，还减少了对Redis存储资源的长期占用，提高了系统的稳定性和资源利用率。在实际应用中，根据业务需求可灵活调整策略，如选择合适的过期时间、扩展Lua脚本功能等。