SpringMVC底层数据传输校验的方案
团队的项目正常运行了很久，但近期偶尔会出现BUG。目前观察到的有两种场景：一是大批量提交业务请求，二是生成批量导出文件。出错后，再执行一次就又正常了。
经过跟踪日志，发现是在Server之间进行json格式大数据量传输时会丢失部分字符，造成接收方拿到完整字符串后不能正确解析成json，因此报错。
同其他团队同事们沟通后发现，不仅仅是我们项目有这个问题，我们不是一个人在战斗。
1 问题现象
服务器之间使用http+json的数据传输方案，在传输过程中，一些json数据发生错误，导致数据接收方解析json报错，系统功能因此失败。
下面截取了一小段真实数据错误，在传输的json中，有一个数据项是departmentIdList，其内容时一个长整型数组。
传输之前的数据为：
"departmentIdList" : [ 719, 721, 722, 723, 7367, 7369, 7371, 7373, 7375, 7377 ]
接收到的数据为：
"departmentIdlist" : [ 719, 721'373, 7375, 7377 ]
可以看到，这个错误导致了两个问题：
1、 json解析失败
2、 丢失了一些有效数据
详细检查系统日志之后，这是偶发bug，并且只在传输数据较大时发生。
2 可选的解决方案
2.1 请架构组协助解决
这是最直接的解决方案，因为我们项目使用架构组提供的环境，他们需要提供可靠的底层数据传输机制。
2.2 压缩传输数据
因为数据量大时容易发生，并且传输的都是普通文本，可以考虑对内容进行压缩后传输。普通文件压缩率也很高，压缩后内容长度能做到原数据10%以内，极大减少传输出错的几率。
2.3 对传输数据进行MD5校验
将传输数据作为一个完整数据块，传输之前先做一个md5摘要，并将原数据和摘要一并发送；接收方收到数据后，先进行数据校验工作，校验成功后再进行后续操作流程，如果不成功可以辅助重传或直接报错等机制。
3 方案设计
为了彻底解决这个问题，设计了一个底层方案
3.1 设计原则
1、 适用类型：Spring MVC项目，数据发送方使用RestTemplate工具类，使用fastjson作为json工具类。
2、 数据校验，使用MD5加密，当然也可以配合数据压缩机制，减少传输数据量。
3、 提供底层解决方案，不需要对系统代码做大规模调整。
3.2 核心设计
数据发送方，重载RestTemplate，在数据传输之前对数据进行md5摘要，并将原始数据和 md5摘要一并传输。
数据接收方，重载AbstractHttpMessageConverter，接收到数据后，对数据进行MD5校验。
3.3 DigestRestTemplate关键代码
对原json进行摘要，并同原始数据一起生成一个新的json对象。
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private Object digestingJson(JSONObject json) throws Exception { String requestJsonMd5 = JsonDigestUtil.createMD5(json); JSONObject newJson = new JSONObject(); newJson.put("content", json); newJson.put("md5", requestJsonMd5); return newJson; } |
重载的postForEntity函数核心部分，如果传入参数是 JSONObject，则调用方法对数据进行摘要操作，并用新生成的json进行传输。
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Object newRequest = null; if (request instanceof JSONObject) { JSONObject json = (JSONObject) request; try { newRequest = digestingJson(json); } catch (Exception e) { } } if (newRequest == null) { newRequest = request; } return super.postForEntity(url, newRequest, responseType); |
3.4 DigestFastJsonHttpMessageConverter 核心代码
首先会判断是否是经过md5摘要的json，是有摘要的数据进行校验，否则直接返回对象。
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private JSONObject getDigestedJson(JSONObject json) { if (json.size()==2&&json.containsKey("md5")&&json.containsKey("content")) { String md5 = json.getString("md5"); String content = json.getString("content"); logger.info("degested json : {}", json); try { String newMd5 = JsonDigestUtil.createMD5(content); if (newMd5.equals(md5)) { json = JSON.parseObject(content); } else { logger.error("md5 is not same : {} vs {}", md5, newMd5); throw new RuntimeException("content is modified"); } } catch (Exception e) { } } else { logger.info("may not be digested json"); } return json; } |
原有的处理数据代码增加调用该方法的代码
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@Override protected Object readInternal(Class<? extends Object> clazz, HttpInputMessage inputMessage) throws IOException, HttpMessageNotReadableException { JSONObject json = null; InputStream in = inputMessage.getBody(); Charset jsonCharset = fastJsonConfig.getCharset(); Feature[] jsonFeatures = fastJsonConfig.getFeatures(); json = JSON.parseObject(in, jsonCharset, clazz, jsonFeatures); json = getDigestedJson(json); return json; } |
当前的代码，如果数据校验失败，简单抛出异常。后续可以增加更多的机制，比如在RestTemplate处增加校验，如果发现校验失败，则重传。
3.5 数据发送方项目配置
以Spring Boot项目为例
在Main类中定义 restTemplate
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@Bean(name = "restTemplate") public RestTemplate getRestTemplate() { RestTemplate restTemplate = new DigestRestTemplate(); return restTemplate; } |
需要调用RestTemplate的代码，只需要依赖注入RestTemplate
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@Autowired RestTemplate restTemplate; |
3.6 数据接收方项目设置
在SpringBootApplication类中定义
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@Bean public HttpMessageConverters fastJsonHttpMessageConverters() { DigestFastJsonHttpMessageConverter fastConverter = new DigestFastJsonHttpMessageConverter(); FastJsonConfig fastJsonConfig = new FastJsonConfig(); fastJsonConfig.setSerializerFeatures(SerializerFeature.PrettyFormat); fastConverter.setFastJsonConfig(fastJsonConfig); HttpMessageConverter<?> converter = fastConverter; return new HttpMessageConverters(converter); } |
4 后记
经过测试，这个方案是可行的。如果为了能够适应更多的项目及更多的Java技术栈，需要对代码进行进一步完善。
