高可用系列特殊场景：第三方限时唯一访问令牌

一、业务特点

很多第三方服务，都使用访问令牌来做访问验证，比如某度、某信的access token，主要特征如下：

1、令牌由第三方系统发放，用于访问第三方特定资源；

2、令牌存在有效期限，过期自动失效；

3、同时只存在一个有效令牌，重新获取后之前获取到的令牌将会过期（这一点不是每个平台都严格限制，我们假设严格限制）。

二、整体设计

系统主要逻辑，主要设计目标为尽可能让用户一次以尽可能快的速度获得令牌，同时也提供前端做自动刷新策略的依据，具体设计如下：

1、分布式缓存（暂不考虑本地缓存场景，有兴趣可以讨论）最新令牌，缓存有效期低于令牌有效期；

2、先从缓存中获取，缓存中不存在、已过期或要求强制刷新，则重新获取令牌。如果需要强制，刷新前手动删除缓存；

3、获取令牌前先添加分布式锁，保障只有一个线程在获取令牌；

4、假设未抢到分布式锁，则限时等待，同时监听广播等待唤醒，超时则尝试再次从缓存中获取，如果获取不到则返回再次获取标识；

5、抢到分布式锁的线程，获取到令牌后，加入缓存，并广播令牌事件，唤醒等待中线程；

6、前端根据返回状态，若返回再次获取标识或已获得令牌但使用时返回失效时，则尝试重试再次获取；

7、当业务量大，需要本地缓存令牌时，先尝试从本地获取，刷新时需要双删本地令牌，并广播删除令牌事件，通知其他服务删除过期本地令牌。

三、代码实现（以Java为例，基于分布式缓存半伪代码）

1、主程序设计：

// 定义在最前
private static final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);// 以下真正主程序开始
// 强制刷新，删除缓存，否则尝试先从缓存获取if (isForceRefresh) {delete("CacheKey");} else {accToken = getFromCache();}// 未从缓存中获取到，或强制刷新时，尝试获取最新tokenif (StringUtils.isBlank(accToken)) {Lock lock = getLock("LockKey");try {// 尝试获取分布式锁，未获取到锁时，快速失败，获取到锁时锁n秒（一般考虑访问到锁需要的时间）boolean b = lock.tryLock(-1, n, TimeUnit.SECONDS);if (b) {// 从远程获取最新访问令牌accToken = newToken();}else {// 未抢到锁，尝试等待其他线程获取到后直接获取，这里等待两次accToken = waitGet(1);}} catch (InterruptedException e) {// just ignore} finally {if (lock.isHeldByCurrentThread()) {if (lock.isLocked()) {lock.unlock();}// 如果当前线程抢到锁，则无论是否成功都广播事件唤醒其他等待中线程broadcastWakeupEvent("EvantKey");}} // end: finally} // end: if (StringUtils.isBlank(accToken))return 新令牌

2、waitGet 等待设计：

String accToken = null;try {// 使用latch等待n毫秒后，重新尝试从缓存获取boolean isWakeup = latch.await(n, TimeUnit.MILLISECONDS);accToken = getFromCache();// 未获取到，不是被事件唤醒的，且等待次数非0，则尝试再次等待if (!isWakeup && StringUtils.isBlank(accToken) && count > 0) {accToken = waitGet(--count);}if (StringUtils.isBlank(accToken)) {// 未获取到，返回前端重试标识return retrySign();}} catch (InterruptedException e) {// 异常打断，返回前端重试标识return retrySign();}return accToken;

3、监听获取到token事件，唤醒等待线程