面試官：你了解大廠的介面設計原則么？就會curd的我當場自閉

有情懷，有干貨，微信搜索【三太子敖丙】關注這個不一樣的程式員，

本文 GitHub https://github.com/JavaFamily 已收錄，有一線大廠面試完整考點、資料以及我的系列文章，

背景

隨著業務的發展，系統架構從單體架構變為面向服務架構，水平分層架構；再變為微服務架構，

服務網格，服務與服務間的互動越來越復雜，如何優雅的設計一個介面，需要考慮哪些方面？特別是對公服務（比如BFF）需要對外提供公網域名的介面，安全性怎么保證，我整理了我作業以來一些常見的措施以及具體如何去實作：

資料有效性校驗

合法性校驗包括：常規性校驗以及業務校驗；
常規性校驗：包括必填欄位校驗，長度校驗，型別校驗，格式校驗等；
業務校驗：根據實際業務而定，比如訂單金額不能小于0等；

冪等設計

所謂冪等，簡單地說，就是對介面的多次呼叫所產生的結果和呼叫一次是一致的，資料發生改變才需要做冪等，有些介面是天然保證冪等性的，

比如查詢介面，有些對資料的修改是一個常量，并且無其他記錄和操作，那也可以說是具有冪等性的，其他情況下，所有涉及對資料的修改、狀態的變更就都有必要防止重復性操作的發生，通過間接的實作介面的冪等性來防止重復操作所帶來的影響，

又比如我們電商比較常見的加減GMV同一個訊息無論過來多少次結果都應該只加減一次，不然會導致金額錯誤甚至造成資損，

請求層面： 多次執行的結果是一致的
業務層面： 同一個用戶不重復下單，商品不超賣，MQ不重復消費

冪等的本質是分布式鎖的問題，分布式鎖正常可以通過redis或zookeeper實作；

在分布式環境下，鎖定全域唯一資源，使請求串行化，實際表現為互斥鎖，防止重復，解決冪等

安全性

1. 資料加密

我們知道資料在傳輸程序中是很容易被抓包的，如果直接傳輸比如http協議傳輸，那么資料在傳輸的程序中可能被任何人獲取，

所以必須對資料進行加密，常見的做法是對敏感資料比如身份證號進行md5加密，現在主流的做法是使用https協議，在http和tcp之間添加一層數資料安全層(SSL層)，這一層負責資料的加密和解密，https如何配置和使用，大家翻閱我歷史文章自行去研究，

對稱加密: 密鑰在加密程序中和解密程序中是不變的，常見的演算法有DES,AES;優點是加解密計算速度快；缺點是資料傳送前，服務雙方必須約定好密鑰，如果一方密鑰泄露，加密資訊也就不安全了，

非對稱加密: 密鑰成對出現，一個密鑰加密之后，由另外一個密鑰來解密；私鑰放在服務端檔案中，公鑰可以發布給任何人使用；優點是比對稱加密更安全，但是加解密的速度比對稱加密慢多了，廣泛使用的是RSA演算法；

https的實作正好是結合了兩種加密方式，整合了雙方的優點，在安全性和性能方面都比較好，對稱加密和非對稱加密的代碼實作，jdk提供了相關的工具類可以直接使用，本文不過多介紹，

2. 資料簽名

介紹3種資料簽名安全策略：摘要[KEY] , 簽名[證書] , 簽名+加密[證書]

• 機密性(Confidentiality): 未經許可不許看
• 完整性(Integrity) : 不許篡改
• 可用性(Availability) : 防止不可用
• 不可抵賴性(Non-Repudiation): 用戶不能否認其行為

摘要[KEY]程序：將需要提交的資料通過某種方式組合成一個字串，然后通過md5生成一段加密字串，這段字串就是資料包的簽名，比如：

str：引數1={引數1}&引數2={引數2}&……&引數n={引數n}$key={用戶密鑰};
MD5.encrypt(str);

摘要[KEY]原理：Hash演算法不可逆，并且計算結果具有唯一性，在key 的隱私得到保證的情況下，可以保證完整性
摘要[KEY]缺陷：key的隱私性很難保證，明文傳輸

簽名[證書]程序：客戶端對明文做一個md5/SHA計算，對計算后的值通過私鑰加密得到密文，客戶端將明文和密文發送給服務端，服務端對密文通過公鑰解密得到值A，同時服務端對明文做一個md5/SHA計算得到值B，比較值A與值B，相同得驗證通過，能夠保障不可篡性和不可抵賴性，但是不能保障資料的私密性（明文傳輸）

簽名+加密[證書]程序：客戶端生成一個隨機字串，作為password，然后把這個password通過B公鑰加密生成密文C，把A明文通過password加密生成密文B，
同時把A明文做MD5/SHA計算后的值通過A私鑰加密得到簽名D， 把密文B和密文C和簽名D發給服務端，服務端通過私鑰解密文C得到password，然后通過password解密文B就可以得到A明文，同時簽名可以用來驗證發送者是不是A，以及A發送的資料有沒有被第三方修改過，

可以假設存在一個惡意的一方X，冒充了A，發送了密文B(password生成），密文C服務端收到資料后，仍然可以正常解密得到明文，但是卻無法證明這個明文資料是A發送的還是惡意用戶B發送的，簽名D的含義就是A自己簽名，服務端可以驗證，X由于沒有A的私鑰，這個簽名它無法冒充，會被服務端識別出來，

3. 時間戳機制

資料經過了加密處理，酒店抓取到了資料也看不到真實資料；但是有不法者不關心真實資料，拿到資料后直接進行惡意請求，這個時候簡單的做法可以考慮時間戳機制，在每次請求中加入當前時間，服務端會將報文中的時間與系統當前時間做比對，看是否在一個固定的時間范圍內比如5分鐘，惡意偽造的資料是沒法更改報文中時間的，超過5分鐘就可以當作非法請求了，

偽代碼如下：

long interval=5*60*1000；//超時時間
long clientTime=request.getparameter("clientTime");
long serverTime=System.currentTimeMillis();
if(serverTime-clientTime>interval){
    return new Response("超過處理時長")
}

4. AppId機制

大部分網站需要用戶名和密碼才能登陸，這其實是一種安全機制；對應的服務也可以使用這一機制，不是誰都可以呼叫，呼叫服務前必須先申請開通一個唯一的appid，提供相關的密鑰，在呼叫介面時需要提供appid+密鑰資訊，服務端會進行驗證，

appid使用字母，數字，特殊符號等隨機生成，生成的唯一appid看系統實際要求是否需要全域唯一；不管是否全域唯一最好有以下屬性：

趨勢遞增: 這樣在保存資料庫的時候，索引的性能更好

資訊安全: 隨機生成，不要是連續的，容易被發現規律

關于全域唯一Id生成的方式常見的有snowflake方式等

snowflake

以上示意圖描述了一個序列號的二進制組成結構，

第一位不用，恒為0，即表示正整數；接下來的41位表示時間戳，精確到毫秒，為了節約空間，可以將此時間戳定義為距離某個時間點所經歷的毫秒數（Java默認是1970-01-01 00:00:00），

再后來的10位用來標識作業機器，如果出現了跨IDC的情況，可以將這10位一分為二，一部分用于標識IDC，一部分用于標識服務器；最后12位是序列號，自增長，

snowflake的核心思想是64bit的合理分配，但不必要嚴格按照上圖所示的分法，如果在機器較少的情況下，可以適當縮短機器id的長度，留出來給序列號，

5. 黑名單機制

如果此appid進行過很多非法操作，或者說專門有一個中黑系統，經過分析之后直接將此appid列入黑名單，所有請求直接回傳錯誤碼；

我們可以給每個appid設定一個狀態比如包括：初始化狀態，正常狀態，中黑狀態，關閉狀態等等；或者我們直接通過分布式配置中心，直接保存黑名單串列，每次檢查是否在串列中即可；

限流機制

常用的限流演算法包括：令牌桶限流，漏桶限流，計數器限流；

• 令牌桶限流
  令牌桶演算法的原理是系統以一定速率向桶中放入令牌，填滿了就丟棄令牌；請求來時會先從桶中取出令牌，如果能取到令牌，則可以繼續完成請求，否則等待或者拒絕服務；令牌桶允許一定程度突發流量，只要有令牌就可以處理，支持一次拿多個令牌；
• 漏桶限流
  漏桶演算法的原理是按照固定常量速率流出請求，流入請求速率任意，當請求數超過桶的容量時，新的請求等待或者拒絕服務；可以看出漏桶演算法可以強制限制資料的傳輸速度；
• 計數器限流
  計數器是一種比較簡單粗暴的演算法，主要用來限制總并發數，比如資料庫連接池、執行緒池、秒殺的并發數；計數器限流只要一定時間內的總請求數超過設定的閥值則進行限流；

具體基于以上演算法如何實作，Guava提供了RateLimiter工具類基于基于令牌桶演算法：

 RateLimiter rateLimiter = RateLimiter.create(5);

以上代碼表示一秒鐘只允許處理五個并發請求，以上方式只能用在單應用的請求限流，不能進行全域限流；這個時候就需要分布式限流，可以基于redis+lua來實作；

總結

其實介面不管是設計還是開發，如果不是特別急的需求大家都可以多一點思考，這樣你的系統才會更穩定，上線和測驗程序中bug更少，而且從個人提升角度來說，多思考總是一件好事，

很多時候大家都在抱怨：哎呀我公司小，我學校差這種環境得不到成長，傻瓜，很多時候高手也是這樣走過來的，不過一樣的事情每個人的態度不一樣，時間久了結果也就不一樣了，

好啦，現在大家應該都上班了，我熬夜值班還在大促現場（文章周末寫的，現在就寫個總結），我是敖丙，你知道的越多，你不知道的越多，我們下期見，

絮叨

敖丙把自己的面試文章整理成了一本電子書，共 1630頁！

干貨滿滿，字字精髓，目錄如下，還有我復習時總結的面試題以及簡歷模板，現在免費送給大家，

鏈接:https://pan.baidu.com/s/1ZQEKJBgtYle3v-1LimcSwg 密碼:wjk6

我是敖丙，你知道的越多，你不知道的越多，感謝各位人才的：點贊、收藏和評論，我們下期見！

文章持續更新，可以微信搜一搜「 三太子敖丙 」第一時間閱讀，回復【資料】有我準備的一線大廠面試資料和簡歷模板，本文 GitHub https://github.com/JavaFamily 已經收錄，有大廠面試完整考點，歡迎Star，