如何保證接口的幂等性？
今天我們來聊聊關于接口的幂等性問題。
什麼是幂等性
所謂幂等，就是任意多次執行所産生的影響均與一次執行的影響相同。
在 restful 規範中，常見的請求方式和接口幂等性關系如下：
| 請求方式 | 操作 | 是否幂等 |
|---|---|---|
| GET | 查詢資料 | 是 |
| POST | 新增資料 | 否 |
| PUT | 更新資料 | 直接更新為某個值，滿足幂等，如：set a = 1；累加操作的更新，不滿足，如：set a = a+1 |
| DELETE | 删除資料 | 根據唯一條件删除，滿足幂等；否則，不滿足，幂等，比如：根據某一條件删除一批資料後，又新增了一條滿足該條件的資料，又執行了一次删除，那麼就會删除掉新增的這條資料 |
為什麼會産生接口幂等性問題
在計算機應用中，可能遇到網絡抖動，臨時故障，或者服務調用失敗，尤其是分布式系統中，接口調用失敗更為常見。為了保證服務的完整性，我們可能會發起接口的重試調用，如果接口不處理幂等，可能對系統造成很大的影響，是以接口的幂等設計尤其更為重要。
對于業務中需要考慮幂等性的地方一般都是接口的重複請求，重複請求是指同一個請求因為某些原因被多次送出。導緻這種情況的發生有以下幾種常見的場景：
- 前端重複送出：使用者在送出表單的時候，可能會因網絡波動沒有及時做出送出成功響應，緻使使用者認為沒有成功送出，然後一直點送出按鈕，這時就會發生重複送出表單請求。
- 接口逾時重試：第三方調用接口時候，為了逾時等異常情況造成的請求失敗，都會添加重試機制，導緻一個請求送出多次。
- 消息重複消費：當使用 MQ 消息中間件時候，如果發生消息中間件出現錯誤未及時送出消費資訊，導緻發生重複消費。
幂等性解決方案
那我們應該能怎樣保證接口的幂等性呢？
可以思考一下，第一種場景下，既然是使用者重複送出導緻的，那我們可以想辦法讓使用者沒辦法重複送出。
方案一：前端控制
在前端做攔截，比如按鈕點選一次之後就置灰或者隐藏。但是往往前端并不可靠，還是得後端處理才更放心。
方案二：Token機制
使用者進入表單頁面首先調用背景接口擷取 token 并存入 redis，當使用者送出表單時将 token 也作為入參，後端先删除 redis 中的 token，删除成功則儲存表單資料，失敗則提示使用者重複送出。
這裡為什麼不先判斷 redis 是否存在這個 token 再删除，是因為要保證操作的原子性，極端情況下，第一個請求查詢到 redis 中存在這個 token，還沒來得及删除，第二個請求進來，也查詢到 redis 中存在這個 token，那麼還是會造成重複送出的問題。
token 機制需要先請求擷取 token 的接口，在有些情況下很明顯并不合适。我們大部分請求都是要落到資料庫的，是以我們可以從資料庫着手。
方案三、唯一索引
這種方案就比較好了解了，使用唯一索引可以避免髒資料的添加，當插入重複資料時資料庫會抛異常，保證了資料的唯一性。唯一索引可以支援插入、更新、删除業務操作。
方案四、悲觀鎖
這裡所說的悲觀鎖是基于資料庫層面的，在擷取資料時進行加鎖，當同時有多個重複請求時，其他請求都無法進行操作。悲觀鎖隻适用于更新操作。
// 例如
select name from t_goods where id=1 for update;
注意：id 字段一定要是主鍵或者唯一索引，不然會鎖住整張表，這是會死人的。悲觀鎖使用時一般伴随事務一起使用，資料鎖定時間可能會很長，根據實際情況選用。
在請求量比較大的情況下，使用悲觀鎖明顯不合适，這時候就到樂觀鎖上場了。
方案五、樂觀鎖
可以通過版本号實作，為表增加一個 version 字段，當資料需要更新時，先去資料庫裡擷取此時的version版本号。
select version from t_goods where id=1
更新資料時首先要對比版本号，如果不相等說明已經有其他的請求去更新資料了，提示更新失敗。
update t_goods set count=count+1,version=version+1 where version=#{version}
還有一種是通過狀态機實作的，其實也是樂觀鎖的原理。這種方法适合在有狀态流轉的情況下，比如訂單的建立和付款，訂單的建立肯定是在付款之前，這時我們可以通過在設計狀态字段時，使用 int 類型，并且通過值類型的大小來實作幂等性。
update t_goods set status=#{status} where id=1 and status<#{status}
同樣，樂觀鎖也隻适用于更新操作。
方案六、分布式鎖
有時候我們的業務不僅僅是操作資料庫，也可能是發送短信、消息等等，那資料庫層面的鎖就不适合了。這種情況下就要考慮代碼層面的鎖了，而 java 的自帶的鎖在分布式叢集部署的場景下并不适用，那麼就可以采用分布式鎖來實作（Redis 或 Zookeeper）。
拿 Redis 分布式鎖舉例，比如一個訂單發起支付請求，支付系統會去 Redis 緩存中查詢是否存在該訂單号的 Key，如果不存在，則以 Key 為訂單号向 Redis 插入。查詢訂單是否已經支付，如果沒有則進行支付，支付完成後删除該訂單号的Key。通過 Redis 做到了分布式鎖，隻有這次訂單支付請求完成，下次請求才能進來。當然這裡需要設定一個Key 的過期時間，在發生異常的時候還要注意删除 Redis 的 Key。
總結
接口的幂等性是一個很常見的問題，需要根據具體業務場景的不同，選擇合适的解決方案。
END
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本文來自部落格園，作者：靓仔聊程式設計，轉載請注明原文連結：https://www.cnblogs.com/liangzaiit/p/15171618.html
今天我們來聊聊關于接口的幂等性問題。
什麼是幂等性
所謂幂等，就是任意多次執行所産生的影響均與一次執行的影響相同。
在 restful 規範中，常見的請求方式和接口幂等性關系如下：
| 請求方式 | 操作 | 是否幂等 |
|---|---|---|
| GET | 查詢資料 | 是 |
| POST | 新增資料 | 否 |
| PUT | 更新資料 | 直接更新為某個值，滿足幂等，如：set a = 1；累加操作的更新，不滿足，如：set a = a+1 |
| DELETE | 删除資料 | 根據唯一條件删除，滿足幂等；否則，不滿足，幂等，比如：根據某一條件删除一批資料後，又新增了一條滿足該條件的資料，又執行了一次删除，那麼就會删除掉新增的這條資料 |
為什麼會産生接口幂等性問題
在計算機應用中，可能遇到網絡抖動，臨時故障，或者服務調用失敗，尤其是分布式系統中，接口調用失敗更為常見。為了保證服務的完整性，我們可能會發起接口的重試調用，如果接口不處理幂等，可能對系統造成很大的影響，是以接口的幂等設計尤其更為重要。
對于業務中需要考慮幂等性的地方一般都是接口的重複請求，重複請求是指同一個請求因為某些原因被多次送出。導緻這種情況的發生有以下幾種常見的場景：
- 前端重複送出：使用者在送出表單的時候，可能會因網絡波動沒有及時做出送出成功響應，緻使使用者認為沒有成功送出，然後一直點送出按鈕，這時就會發生重複送出表單請求。
- 接口逾時重試：第三方調用接口時候，為了逾時等異常情況造成的請求失敗，都會添加重試機制，導緻一個請求送出多次。
- 消息重複消費：當使用 MQ 消息中間件時候，如果發生消息中間件出現錯誤未及時送出消費資訊，導緻發生重複消費。
幂等性解決方案
那我們應該能怎樣保證接口的幂等性呢？
可以思考一下，第一種場景下，既然是使用者重複送出導緻的，那我們可以想辦法讓使用者沒辦法重複送出。
方案一：前端控制
在前端做攔截，比如按鈕點選一次之後就置灰或者隐藏。但是往往前端并不可靠，還是得後端處理才更放心。
方案二：Token機制
使用者進入表單頁面首先調用背景接口擷取 token 并存入 redis，當使用者送出表單時将 token 也作為入參，後端先删除 redis 中的 token，删除成功則儲存表單資料，失敗則提示使用者重複送出。
這裡為什麼不先判斷 redis 是否存在這個 token 再删除，是因為要保證操作的原子性，極端情況下，第一個請求查詢到 redis 中存在這個 token，還沒來得及删除，第二個請求進來，也查詢到 redis 中存在這個 token，那麼還是會造成重複送出的問題。
token 機制需要先請求擷取 token 的接口，在有些情況下很明顯并不合适。我們大部分請求都是要落到資料庫的，是以我們可以從資料庫着手。
方案三、唯一索引
這種方案就比較好了解了，使用唯一索引可以避免髒資料的添加，當插入重複資料時資料庫會抛異常，保證了資料的唯一性。唯一索引可以支援插入、更新、删除業務操作。
方案四、悲觀鎖
這裡所說的悲觀鎖是基于資料庫層面的，在擷取資料時進行加鎖，當同時有多個重複請求時，其他請求都無法進行操作。悲觀鎖隻适用于更新操作。
// 例如
select name from t_goods where id=1 for update;
注意：id 字段一定要是主鍵或者唯一索引，不然會鎖住整張表，這是會死人的。悲觀鎖使用時一般伴随事務一起使用，資料鎖定時間可能會很長，根據實際情況選用。
在請求量比較大的情況下，使用悲觀鎖明顯不合适，這時候就到樂觀鎖上場了。
方案五、樂觀鎖
可以通過版本号實作，為表增加一個 version 字段，當資料需要更新時，先去資料庫裡擷取此時的version版本号。
select version from t_goods where id=1
更新資料時首先要對比版本号，如果不相等說明已經有其他的請求去更新資料了，提示更新失敗。
update t_goods set count=count+1,version=version+1 where version=#{version}
還有一種是通過狀态機實作的，其實也是樂觀鎖的原理。這種方法适合在有狀态流轉的情況下，比如訂單的建立和付款，訂單的建立肯定是在付款之前，這時我們可以通過在設計狀态字段時，使用 int 類型，并且通過值類型的大小來實作幂等性。
update t_goods set status=#{status} where id=1 and status<#{status}
同樣，樂觀鎖也隻适用于更新操作。
方案六、分布式鎖
有時候我們的業務不僅僅是操作資料庫，也可能是發送短信、消息等等，那資料庫層面的鎖就不适合了。這種情況下就要考慮代碼層面的鎖了，而 java 的自帶的鎖在分布式叢集部署的場景下并不适用，那麼就可以采用分布式鎖來實作（Redis 或 Zookeeper）。
拿 Redis 分布式鎖舉例，比如一個訂單發起支付請求，支付系統會去 Redis 緩存中查詢是否存在該訂單号的 Key，如果不存在，則以 Key 為訂單号向 Redis 插入。查詢訂單是否已經支付，如果沒有則進行支付，支付完成後删除該訂單号的Key。通過 Redis 做到了分布式鎖，隻有這次訂單支付請求完成，下次請求才能進來。當然這裡需要設定一個Key 的過期時間，在發生異常的時候還要注意删除 Redis 的 Key。
總結
接口的幂等性是一個很常見的問題，需要根據具體業務場景的不同，選擇合适的解決方案。
END
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