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C#实现请求唯一性校验支持高并发
内容导读
互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了C#实现请求唯一性校验支持高并发，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含16185字，纯文字阅读大概需要24分钟。
内容图文
使用场景描述：
网络请求中经常会遇到发送的请求，服务端响应是成功的，但是返回的时候出现网络故障，导致客户端无法接收到请求结果，那么客户端程序可能判断为网络故障，而重复发送同一个请求。当然如果接口中定义了请求结果查询接口，那么这种重复会相对少一些。特别是交易类的数据，这种操作更是需要避免重复发送请求。另外一种情况是用户过于快速的点击界面按钮，产生连续的相同内容请求，那么后端也需要进行过滤，这种一般出现在系统对接上，无法去控制第三方系统的业务逻辑，需要从自身业务逻辑里面去限定。
其他需求描述：
这类请求一般存在时间范围和高并发的特点，就是短时间内会出现重复的请求，因此对模块需要支持高并发性。
技术实现：
对请求的业务内容进行MD5摘要，并且将MD5摘要存储到缓存中，每个请求数据都通过这个一个公共的调用的方法进行判断。
代码实现：
公共调用代码 UniqueCheck 采用单例模式创建唯一对象，便于在多线程调用的时候，只访问一个统一的缓存库
/*
* volatile就像大家更熟悉的const一样，volatile是一个类型修饰符（type specifier）。
* 它是被设计用来修饰被不同线程访问和修改的变量。
* 如果没有volatile，基本上会导致这样的结果：要么无法编写多线程程序，要么编译器失去大量优化的机会。
*/
private static readonly object lockHelper = new object();
private volatile static UniqueCheck _instance;
/// <summary>
/// 获取单一实例
/// </summary>
/// <returns></returns>
public static UniqueCheck GetInstance()
{
if (_instance == null)
{
lock (lockHelper)
{
if (_instance == null)
_instance = new UniqueCheck();
}
}
return _instance;
}
这里需要注意volatile的修饰符，在实际测试过程中，如果没有此修饰符，在高并发的情况下会出现报错。
自定义一个可以进行并发处理队列，代码如下：ConcurrentLinkedQueue
1 using System;
2 using System.Collections.Generic;
3 using System.Text;
4 using System.Threading;
5
6 namespace PackgeUniqueCheck
7 {
8 /// <summary>
9 /// 非加锁并发队列，处理100个并发数以内
10 /// </summary>
11 /// <typeparam name="T"></typeparam>
12 public class ConcurrentLinkedQueue<T>
13 {
14 private class Node<K>
15 {
16 internal K Item;
17 internal Node<K> Next;
18
19 public Node(K item, Node<K> next)
20 {
21 this.Item = item;
22 this.Next = next;
23 }
24 }
25
26 private Node<T> _head;
27 private Node<T> _tail;
28
29 public ConcurrentLinkedQueue()
30 {
31 _head = new Node<T>(default(T), null);
32 _tail = _head;
33 }
34
35 public bool IsEmpty
36 {
37 get { return (_head.Next == null); }
38 }
39 /// <summary>
40 /// 进入队列
41 /// </summary>
42 /// <param name="item"></param>
43 public void Enqueue(T item)
44 {
45 Node<T> newNode = new Node<T>(item, null);
46 while (true)
47 {
48 Node<T> curTail = _tail;
49 Node<T> residue = curTail.Next;
50
51 //判断_tail是否被其他process改变
52 if (curTail == _tail)
53 {
54 //A 有其他process执行C成功，_tail应该指向新的节点
55 if (residue == null)
56 {
57 //C 其他process改变了tail节点，需要重新取tail节点
58 if (Interlocked.CompareExchange<Node<T>>(
59 ref curTail.Next, newNode, residue) == residue)
60 {
61 //D 尝试修改tail
62 Interlocked.CompareExchange<Node<T>>(ref _tail, newNode, curTail);
63 return;
64 }
65 }
66 else
67 {
68 //B 帮助其他线程完成D操作
69 Interlocked.CompareExchange<Node<T>>(ref _tail, residue, curTail);
70 }
71 }
72 }
73 }
74 /// <summary>
75 /// 队列取数据
76 /// </summary>
77 /// <param name="result"></param>
78 /// <returns></returns>
79 public bool TryDequeue(out T result)
80 {
81 Node<T> curHead;
82 Node<T> curTail;
83 Node<T> next;
84 while (true)
85 {
86 curHead = _head;
87 curTail = _tail;
88 next = curHead.Next;
89 if (curHead == _head)
90 {
91 if (next == null) //Queue为空
92 {
93 result = default(T);
94 return false;
95 }
96 if (curHead == curTail) //Queue处于Enqueue第一个node的过程中
97 {
98 //尝试帮助其他Process完成操作
99 Interlocked.CompareExchange<Node<T>>(ref _tail, next, curTail);
100 }
101 else
102 {
103 //取next.Item必须放到CAS之前
104 result = next.Item;
105 //如果_head没有发生改变，则将_head指向next并退出
106 if (Interlocked.CompareExchange<Node<T>>(ref _head,
107 next, curHead) == curHead)
108 break;
109 }
110 }
111 }
112 return true;
113 }
114 /// <summary>
115 /// 尝试获取最后一个对象
116 /// </summary>
117 /// <param name="result"></param>
118 /// <returns></returns>
119 public bool TryGetTail(out T result)
120 {
121 result = default(T);
122 if (_tail == null)
123 {
124 return false;
125 }
126 result = _tail.Item;
127 return true;
128 }
129 }
130 }
虽然是一个非常简单的唯一性校验逻辑，但是要做到高效率，高并发支持，高可靠性，以及低内存占用，需要实现这样的需求，需要做细致的模拟测试。
1 using System;
2 using System.Collections.Generic;
3 using System.Text;
4 using System.Threading;
5 using System.Collections;
6
7 namespace PackgeUniqueCheck
8 {
9 public class UniqueCheck
10 {
11 /*
12 * volatile就像大家更熟悉的const一样，volatile是一个类型修饰符（type specifier）。
13 * 它是被设计用来修饰被不同线程访问和修改的变量。
14 * 如果没有volatile，基本上会导致这样的结果：要么无法编写多线程程序，要么编译器失去大量优化的机会。
15 */
16 private static readonly object lockHelper = new object();
17
18 private volatile static UniqueCheck _instance;
19
20 /// <summary>
21 /// 获取单一实例
22 /// </summary>
23 /// <returns></returns>
24 public static UniqueCheck GetInstance()
25 {
26 if (_instance == null)
27 {
28 lock (lockHelper)
29 {
30 if (_instance == null)
31 _instance = new UniqueCheck();
32 }
33 }
34 return _instance;
35 }
36
37 private UniqueCheck()
38 {
39 //创建一个线程安全的哈希表，作为字典缓存
40 _DataKey = Hashtable.Synchronized(new Hashtable());
41 Queue myqueue = new Queue();
42 _DataQueue = Queue.Synchronized(myqueue);
43 _Myqueue = new ConcurrentLinkedQueue<string>();
44 _Timer = new Thread(DoTicket);
45 _Timer.Start();
46 }
47
48 #region 公共属性设置
49 /// <summary>
50 /// 设定定时线程的休眠时间长度：默认为1分钟
51 /// 时间范围：1-7200000,值为1毫秒到2小时
52 /// </summary>
53 /// <param name="value"></param>
54 public void SetTimeSpan(int value)
55 {
56 if (value > 0&& value <=7200000)
57 {
58 _TimeSpan = value;
59 }
60 }
61 /// <summary>
62 /// 设定缓存Cache中的最大记录条数
63 /// 值范围：1-5000000,1到500万
64 /// </summary>
65 /// <param name="value"></param>
66 public void SetCacheMaxNum(int value)
67 {
68 if (value > 0 && value <= 5000000)
69 {
70 _CacheMaxNum = value;
71 }
72 }
73 /// <summary>
74 /// 设置是否在控制台中显示日志
75 /// </summary>
76 /// <param name="value"></param>
77 public void SetIsShowMsg(bool value)
78 {
79 Helper.IsShowMsg = value;
80 }
81 /// <summary>
82 /// 线程请求阻塞增量
83 /// 值范围：1-CacheMaxNum，建议设置为缓存最大值的10%-20%
84 /// </summary>
85 /// <param name="value"></param>
86 public void SetBlockNumExt(int value)
87 {
88 if (value > 0 && value <= _CacheMaxNum)
89 {
90 _BlockNumExt = value;
91 }
92 }
93 /// <summary>
94 /// 请求阻塞时间
95 /// 值范围：1-max，根据阻塞增量设置请求阻塞时间
96 /// 阻塞时间越长，阻塞增量可以设置越大，但是请求实时响应就越差
97 /// </summary>
98 /// <param name="value"></param>
99 public void SetBlockSpanTime(int value)
100 {
101 if (value > 0)
102 {
103 _BlockSpanTime = value;
104 }
105 }
106 #endregion
107
108 #region 私有变量
109 /// <summary>
110 /// 内部运行线程
111 /// </summary>
112 private Thread _runner = null;
113 /// <summary>
114 /// 可处理高并发的队列
115 /// </summary>
116 private ConcurrentLinkedQueue<string> _Myqueue = null;
117 /// <summary>
118 /// 唯一内容的时间健值对
119 /// </summary>
120 private Hashtable _DataKey = null;
121 /// <summary>
122 /// 内容时间队列
123 /// </summary>
124 private Queue _DataQueue = null;
125 /// <summary>
126 /// 定时线程的休眠时间长度：默认为1分钟
127 /// </summary>
128 private int _TimeSpan = 3000;
129 /// <summary>
130 /// 定时计时器线程
131 /// </summary>
132 private Thread _Timer = null;
133 /// <summary>
134 /// 缓存Cache中的最大记录条数
135 /// </summary>
136 private int _CacheMaxNum = 500000;
137 /// <summary>
138 /// 线程请求阻塞增量
139 /// </summary>
140 private int _BlockNumExt = 10000;
141 /// <summary>
142 /// 请求阻塞时间
143 /// </summary>
144 private int _BlockSpanTime = 100;
145 #endregion
146
147 #region 私有方法
148 private void StartRun()
149 {
150 _runner = new Thread(DoAction);
151 _runner.Start();
152 Helper.ShowMsg("内部线程启动成功！");
153 }
154
155 private string GetItem()
156 {
157 string tp = string.Empty;
158 bool result = _Myqueue.TryDequeue(out tp);
159 return tp;
160 }
161 /// <summary>
162 /// 执行循环操作
163 /// </summary>
164 private void DoAction()
165 {
166 while (true)
167 {
168 while (!_Myqueue.IsEmpty)
169 {
170 string item = GetItem();
171 _DataQueue.Enqueue(item);
172 if (!_DataKey.ContainsKey(item))
173 {
174 _DataKey.Add(item, DateTime.Now);
175 }
176 }
177 //Helper.ShowMsg("当前数组已经为空，处理线程进入休眠状态...");
178 Thread.Sleep(2);
179 }
180 }
181 /// <summary>
182 /// 执行定时器的动作
183 /// </summary>
184 private void DoTicket()
185 {
186 while (true)
187 {
188 Helper.ShowMsg("当前数据队列个数：" + _DataQueue.Count.ToString());
189 if (_DataQueue.Count > _CacheMaxNum)
190 {
191 while (true)
192 {
193 Helper.ShowMsg(string.Format("当前队列数：{0}，已经超出最大长度：{1},开始进行清理操作...", _DataQueue.Count, _CacheMaxNum.ToString()));
194 string item = _DataQueue.Dequeue().ToString();
195 if (!string.IsNullOrEmpty(item))
196 {
197 if (_DataKey.ContainsKey(item))
198 {
199 _DataKey.Remove(item);
200 }
201 if (_DataQueue.Count <= _CacheMaxNum)
202 {
203 Helper.ShowMsg("清理完成，开始休眠清理线程...");
204 break;
205 }
206 }
207 }
208 }
209 Thread.Sleep(_TimeSpan);
210 }
211 }
212
213 /// <summary>
214 /// 线程进行睡眠等待
215 /// 如果当前负载压力大大超出了线程的处理能力
216 /// 那么需要进行延时调用
217 /// </summary>
218 private void BlockThread()
219 {
220 if (_DataQueue.Count > _CacheMaxNum + _BlockNumExt)
221 {
222 Thread.Sleep(_BlockSpanTime);
223 }
224 }
225 #endregion
226
227 #region 公共方法
228 /// <summary>
229 /// 开启服务线程
230 /// </summary>
231 public void Start()
232 {
233 if (_runner == null)
234 {
235 StartRun();
236 }
237 else
238 {
239 if (_runner.IsAlive == false)
240 {
241 StartRun();
242 }
243 }
244
245 }
246 /// <summary>
247 /// 关闭服务线程
248 /// </summary>
249 public void Stop()
250 {
251 if (_runner != null)
252 {
253 _runner.Abort();
254 _runner = null;
255 }
256 }
257
258 /// <summary>
259 /// 添加内容信息
260 /// </summary>
261 /// <param name="item">内容信息</param>
262 /// <returns>true:缓存中不包含此值，队列添加成功，false:缓存中包含此值，队列添加失败</returns>
263 public bool AddItem(string item)
264 {
265 BlockThread();
266 item = Helper.MakeMd5(item);
267 if (_DataKey.ContainsKey(item))
268 {
269 return false;
270 }
271 else
272 {
273 _Myqueue.Enqueue(item);
274 return true;
275 }
276 }
277 /// <summary>
278 /// 判断内容信息是否已经存在
279 /// </summary>
280 /// <param name="item">内容信息</param>
281 /// <returns>true：信息已经存在于缓存中，false：信息不存在于缓存中</returns>
282 public bool CheckItem(string item)
283 {
284 item = Helper.MakeMd5(item);
285 return _DataKey.ContainsKey(item);
286 }
287 #endregion
288
289 }
290 }
模拟测试代码：
private static string _example = Guid.NewGuid().ToString();
private static UniqueCheck _uck = null;
static void Main(string[] args)
{
_uck = UniqueCheck.GetInstance();
_uck.Start();
_uck.SetIsShowMsg(false);
_uck.SetCacheMaxNum(20000000);
_uck.SetBlockNumExt(1000000);
_uck.SetTimeSpan(6000);
_uck.AddItem(_example);
Thread[] threads = new Thread[20];
for (int i = 0; i < 20; i++)
{
threads[i] = new Thread(AddInfo);
threads[i].Start();
}
Thread checkthread = new Thread(CheckInfo);
checkthread.Start();
string value = Console.ReadLine();
checkthread.Abort();
for (int i = 0; i < 50; i++)
{
threads[i].Abort();
}
_uck.Stop();
}
static void AddInfo()
{
while (true)
{
_uck.AddItem(Guid.NewGuid().ToString());
}
}
static void CheckInfo()
{
while (true)
{
Console.WriteLine("开始时间：{0}...", DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.ffff"));
Console.WriteLine("插入结果：{0}", _uck.AddItem(_example));
Console.WriteLine("结束时间：{0}", DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.ffff"));
//调整进程休眠时间，可以测试高并发的情况
//Thread.Sleep(1000);
}
}
测试截图：
内容总结
以上是互联网集市为您收集整理的C#实现请求唯一性校验支持高并发全部内容，希望文章能够帮你解决C#实现请求唯一性校验支持高并发所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。
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