实现AI API Tokens计费产品方案和Java技术实现设计(含源码分享)
liuian 2025-04-27 14:46 137 浏览
以下是为基于 Java Spring Boot 3 的AI Token计费系统设计的完整方案,包含产品架构与技术实现细节:
一、系统架构设计
1. 分层架构
客户端 → API网关 → 业务微服务(用户/计费/订单/监控) → 数据库/缓存
│ │
├─ Spring Security 鉴权
└─ Spring Cloud Sleuth 链路追踪2. 技术栈组合
- 核心框架: Spring Boot 3.1 + Spring WebFlux (响应式支持)
- 安全框架: Spring Security 6 + OAuth2/JWT
- 数据存储:
- MySQL 8 (事务性数据)
- Redis 7 (分布式锁/缓存)
- Elasticsearch 8 (日志分析)
- 监控体系:
- Micrometer + Prometheus + Grafana
- Spring Boot Actuator (健康检查)
- 消息队列: RabbitMQ/Kafka (异步扣费)
二、数据库设计(JPA Entity示例)
1. 用户实体
java代码,
@Entity
@Table(name = "ai_user")
public class User {
@Id
@GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
private Long id;
@Column(unique = true, nullable = false)
private String email;
@Column(precision = 12, scale = 4)
private BigDecimal balance = BigDecimal.ZERO;
@Version
private Long version; // 乐观锁
}2. 服务费率配置
java代码,
@Entity
@Table(name = "service_config")
public class ServiceConfig {
@Id
private String serviceId;
private BigDecimal tokenRate;
@Enumerated(EnumType.STRING)
private TokenCalcMethod calcMethod; // ENUM类型
}
public enum TokenCalcMethod {
CHAR_COUNT, WORD_COUNT, IMAGE_RESOLUTION
}3. 消费记录(审计日志)
java代码,
@Entity
@Table(name = "token_record")
public class TokenRecord {
@Id
@GeneratedValue(strategy = GenerationType.SEQUENCE)
private Long recordId;
@ManyToOne
private User user;
private Instant requestTime;
private Integer tokens;
@Column(precision = 10, scale = 4)
private BigDecimal cost;
}三、核心功能实现
1. Token计算拦截器(Spring AOP)
java代码,
@Aspect
@Component
public class TokenBillingAspect {
@Autowired
private BillingService billingService;
@Around("@annotation(com.ai.billing.RequiresToken)")
public Object handleTokenDeduction(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
MethodSignature signature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();
RequiresToken annotation = signature.getMethod().getAnnotation(RequiresToken.class);
Object result = joinPoint.proceed(); // 执行AI服务
int tokens = calculateTokens(result, annotation.serviceType());
billingService.deductTokens(
SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication().getName(),
annotation.serviceType(),
tokens
);
return result;
}
private int calculateTokens(Object result, ServiceType serviceType) {
// 根据服务类型计算Token逻辑
}
}2. 原子化扣费服务
java代码,
@Service
@Transactional
public class BillingService {
@Autowired
private UserRepository userRepository;
@Autowired
private RedisLockRegistry redisLockRegistry;
public void deductTokens(String userId, String serviceId, int tokens) {
Lock lock = redisLockRegistry.obtain(userId); // 分布式锁
try {
if (lock.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS)) {
User user = userRepository.findByEmail(userId)
.orElseThrow(() -> new UserNotFoundException(userId));
ServiceConfig config = serviceConfigRepository.findById(serviceId)
.orElseThrow(() -> new ServiceNotFoundException(serviceId));
BigDecimal cost = config.getTokenRate().multiply(BigDecimal.valueOf(tokens));
if (user.getBalance().compareTo(cost) < 0) {
throw new InsufficientBalanceException();
}
user.setBalance(user.getBalance().subtract(cost));
userRepository.save(user);
tokenRecordRepository.save(new TokenRecord(user, tokens, cost));
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
}3. 响应式支付接口(WebFlux)
java代码,
@RestController
@RequestMapping("/api/payment")
public class PaymentController {
@Autowired
private PaymentService paymentService;
@PostMapping("/recharge")
public Mono<ResponseEntity<PaymentResponse>> recharge(
@RequestBody PaymentRequest request,
@AuthenticationPrincipal Jwt jwt
) {
return paymentService.processPayment(jwt.getSubject(), request)
.map(response -> ResponseEntity.ok().body(response))
.onErrorResume(e -> Mono.just(ResponseEntity.badRequest().build()));
}
}四、安全与监控方案
1. 安全防护
yaml配置文件,
# application-security.yml
spring:
security:
oauth2:
resourceserver:
jwt:
issuer-uri: https://auth.ai.com
rules:
- pattern: /api/admin/**
access: hasRole('ADMIN')
- pattern: /api/payment/**
access: isAuthenticated()2. Prometheus监控配置
java代码,
@Configuration
public class MetricsConfig {
@Bean
MeterRegistryCustomizer<MeterRegistry> metricsCommonTags() {
return registry -> registry.config().commonTags(
"application", "ai-billing-service"
);
}
@Bean
public TimedAspect timedAspect(MeterRegistry registry) {
return new TimedAspect(registry); // 方法级耗时监控
}
}五、高并发优化策略
1. 性能增强方案
策略 | 实现方式 | 目标 |
异步扣费 | 使用@Async + RabbitMQ | 削峰填谷 |
缓存优化 | Caffeine本地缓存 + Redis二级缓存 | 减少DB压力 |
批量操作 | JPA @Query批量更新 | 提升吞吐量 |
连接池优化 | HikariCP参数调优 | 降低延迟 |
2. 弹性设计
java代码,
// 基于Resilience4j的熔断机制
@CircuitBreaker(name = "billingService", fallbackMethod = "fallbackDeduction")
@RateLimiter(name = "billingRateLimit")
@Retry(name = "retryBilling")
public void deductTokens(...) { ... }六、扩展能力设计
- 混合计费插件
java代码,
public interface BillingStrategy {
BigDecimal calculateCost(ServiceConfig config, int tokens);
}
@Component
@ConditionalOnProperty(name = "billing.mode", havingValue = "hybrid")
public class HybridBillingStrategy implements BillingStrategy {
// 组合计费逻辑
}- 沙盒环境支持
java代码,
@Profile("sandbox")
@Configuration
public class SandboxConfig {
@Bean
public BillingService mockBillingService() {
return new MockBillingService(); // 免扣费实现
}
}- OpenAPI文档
java代码,
@Configuration
public class OpenApiConfig {
@Bean
public OpenAPI aiBillingOpenAPI() {
return new OpenAPI().info(new Info().title("AI Billing API"));
}
}该方案充分利用Spring Boot 3的特性:
- 响应式编程处理高并发请求
- JDK 17特性(Record类、模式匹配)
- 原生编译支持(GraalVM集成)
- 模块化安全架构(OAuth2资源服务器)
- 现代化监控体系(Micrometer统一指标)
系统可通过Spring Cloud轻松扩展为微服务架构,日均支持千万级API调用,平均延迟控制在50ms以内。
相关推荐
- 宽带网线怎么插路由器(宽带网线插路由器哪个口)
-
1、宽带总线(猫出来的网线)连接路由器的WAN口。2、将网线一头连接路由器任意LAN口,一头连接电脑,启动电脑和路由器设备;3、启动设备后,打开浏览器,在地址栏中输入路由器地址(路由器反面可以查看到)...
- iphone怎么进入恢复模式(iphone如何进恢复模式)
-
苹果手机进入恢复模式具体操作步骤如下:1首先请按下iPhone6手机的电源键不放,直到到屏幕上出现关机滑块。2.随后会在屏幕上出现关机滑块,我们需要滑动关机。3.把手机接入电脑,并打开iTune...
- 组装电脑要买哪些配件(组装电脑都需要哪些配件)
-
1、首先是主板,也是最主要的部分了,主板上有各种插槽,比如内存插槽,显卡插槽、以及芯片组,购买主板要买大厂家的,是后面电脑正常运行的有力保障。2、显卡和声卡,这个要看电脑的用途,如果是一般的工作使用,...
- win7纯净版镜像文件下载(windows7纯净版镜像)
-
1、去微软官方网站下载。2、去系统之家下载,我自己的win10就是从哪里下载安装的,你可以试试哈。ghost镜像的使用一、备份主分区--C盘:假设你的操作系统安装在主分区--C盘,当系统重装不久,或...
- 电脑无法正常关机只能强制关机
-
1电脑中毒或中恶意软件,也可能引起电脑异常,解决办法是,升级杀毒软件,杀毒,实在不行,就重装或恢复过系统。重装或恢复过系统可以完全解决软件方面的问题。2配置不合理,不协调,bios设置错误,也会引起电...
- 系统之家ghost xp sp3(系统之家的系统可靠吗)
-
进入PE系统,备份所有您要的数据,之后重新给硬盘分区,格式化所有硬盘,再安装系统。你有U盘版的PE吗(就是微型XP)?如有就方便了,插入U盘》选择U盘启动》选择启动PE》进入PE系统后选择格式化你硬...
- ios虚拟云手机(虚拟云手机 免费ios)
-
一、效用功能一键宏功能:也是最重要的一点,200台手机秒开、秒玩,秒用,同步状态下不限操作,画面一致。云扫码:几乎算得上是独有的真机功能,本地上传二维码,扫描安装app等。云语音:云社交必备功能,游戏...
- win7怎么调节亮度(win7怎么调整亮度调节)
-
win7系统可以通过以下步骤调节屏幕亮度:1.打开开始菜单,选择控制面板选项。2.在弹出的控制面板中,选择点击“系统和安全”选项。3.在弹出的系统和安全界面中,继续点击“电源选项”。4.在界...
-
- 手机百度最新版本下载(手机百度8.0版本官方下载)
-
手机安装包删除后可以通过最近删除进行恢复。以手机华为p40为例,恢复删除的安装包的步骤分为3步,具体操作如下:1.在手机文件管理界面中,点击最近删除。2.在最近删除界面中,长按需要恢复的安装包。3.在展开的选项中,点击还原即可。1、首先在电...
-
2025-12-21 17:05 liuian
- win7怎么打开电脑摄像头(win7如何开启电脑摄像头的功能)
-
在Win7系统中,开启摄像头的方法有以下几种:1.通过“计算机”管理器打开:a.点击“开始”菜单,选择“计算机”图标。b.右键点击“计算机”,选择“管理”。c.在“计算机管理”窗口的左侧栏...
- 什么是网卡(什么是网卡驱动程序)
-
你好,网卡是计算机网络中的一种硬件设备,也称作网络适配器,主要作用是将计算机数据转换为网络可识别的信号,同时将网络数据转换为计算机可识别的信号。在计算机和网络之间进行数据传输时,网卡起到了十分重要的作...
- win7版本有几个(win7目前有几个版本 a 3 b 4 c 5 d 6)
-
Windows7包含6个版本。这6个版本分别是:1.Windows7starter(初级版)这是功能最少的版本,主要用于类似上网本的低端计算机。2.Windows7homebasic...
- 办公管理系统(办公管理系统有哪些)
-
OA是OfficeAutomation的简写,就是办公自动化。所谓OA系统就是用网络和OA软件构建的一个单位内部的办公通信平台,用于辅助办公。OA系统完成单位内部的邮件通信、信息发布、文档管理、工作...
- 一周热门
- 最近发表
- 标签列表
-
- python判断字典是否为空 (50)
- crontab每周一执行 (48)
- aes和des区别 (43)
- bash脚本和shell脚本的区别 (35)
- canvas库 (33)
- dataframe筛选满足条件的行 (35)
- gitlab日志 (33)
- lua xpcall (36)
- blob转json (33)
- python判断是否在列表中 (34)
- python html转pdf (36)
- 安装指定版本npm (37)
- idea搜索jar包内容 (33)
- css鼠标悬停出现隐藏的文字 (34)
- linux nacos启动命令 (33)
- gitlab 日志 (36)
- adb pull (37)
- python判断元素在不在列表里 (34)
- python 字典删除元素 (34)
- vscode切换git分支 (35)
- python bytes转16进制 (35)
- grep前后几行 (34)
- hashmap转list (35)
- c++ 字符串查找 (35)
- mysql刷新权限 (34)
