幂等设计 · 分布式系统开发

### 幂等定义定义：服务调用一次和重复调用多次产生的结果相同，即服务具有幂等性 ### 幂等设计 1. 防止表单重复提交 2. 新增数据主键$联合唯一索引$去重 3. 分布式锁 4. 状态机或状态检查 5. 版本号控制 6. bigLog增加流水日志； 7. 幂等框架$美团GTIS$ ### 幂等性定义幂等性是指对同一个系统使用同样的条件，一次请求和重复的多次请求对系统资源的影响是一致的；那么我们为什么需要接口具有幂等性呢？设想一下以下情形： * 在App中下订单的时候，点击确认之后，没反应，就又点击了几次。在这种情况下，如果无法保证该接口的幂等性，那么将会出现重复下单问题。 * 在接收消息的时候，消息推送重复。如果处理消息的接口无法保证幂等，那么重复消费消息产生的影响可能会非常大分布式环境中，有些接口是天然保证幂等性的，如查询操作。有些对数据的修改是一个常量，并且无其他记录和操作，那也可以说是具有幂等性的。其他情况下，所有涉及对数据的修改、状态的变更就都有必要防止重复性操作的发生。通过间接的实现接口的幂等性来防止重复操作所带来的影响，成为了一种有效的解决方案。 ### HTTP的幂等性 * **HTTP GET方法用于获取资源，不应有副作用，所以是幂等的。** 比如：GET [http://www.bank.com/account/123456，不会改变资源的状态，不论调用一次还是N次都没有副作用。请注意，这里强调的是一次和N次具有相同的副作用，而不是每次GET的结果相同。GET](http://www.bank.com/account/123456，不会改变资源的状态，不论调用一次还是N次都没有副作用。请注意，这里强调的是一次和N次具有相同的副作用，而不是每次GET的结果相同。GET) [http://www.news.com/latest-news这个HTTP请求可能会每次得到不同的结果，但它本身并没有产生任何副作用，因而是满足幂等性的](http://www.news.com/latest-news这个HTTP请求可能会每次得到不同的结果，但它本身并没有产生任何副作用，因而是满足幂等性的) * **HTTP DELETE方法用于删除资源，有副作用，但它应该满足幂等性。** 比如：DELETE [http://www.forum.com/article/4231，调用一次和N次对系统产生的副作用是相同的，即删掉id为4231的帖子；因此，调用者可以多次调用或刷新页面而不必担心引起错误](http://www.forum.com/article/4231，调用一次和N次对系统产生的副作用是相同的，即删掉id为4231的帖子；因此，调用者可以多次调用或刷新页面而不必担心引起错误) * **HTTP POST方法用于创建资源，所对应的URI并非创建的资源本身，而是去执行创建动作的操作者，有副作用，不满足幂等性。** 比如：POST [http://www.forum.com/articles的语义是在http://www.forum.com/articles下创建一篇帖子，HTTP响应中应包含帖子的创建状态以及帖子的URI。两次相同的POST请求会在服务器端创建两份资源，它们具有不同的URI；所以，POST方法不具备幂等性](http://www.forum.com/articles的语义是在http://www.forum.com/articles下创建一篇帖子，HTTP响应中应包含帖子的创建状态以及帖子的URI。两次相同的POST请求会在服务器端创建两份资源，它们具有不同的URI；所以，POST方法不具备幂等性) * **HTTP PUT方法用于创建或更新操作，所对应的URI是要创建或更新的资源本身，有副作用，它应该满足幂等性。** 比如：PUT [http://www.forum/articles/4231的语义是创建或更新ID为4231的帖子。对同一URI进行多次PUT的副作用和一次PUT是相同的；因此，PUT方法具有幂等性](http://www.forum/articles/4231的语义是创建或更新ID为4231的帖子。对同一URI进行多次PUT的副作用和一次PUT是相同的；因此，PUT方法具有幂等性) ### 幂等解决方案 #### 1. MVCC 多版本并发控制，乐观锁的一种实现，在数据更新时需要去比较持有数据的版本号，版本号不一致的操作无法成功。例如博客点赞次数自动+1的接口： ``` public boolean addCount (Long id, Long version) ; ``` ``` update blogTable set count= count+1,version=version+1 where id=321 and version=123 ``` 每一个version只有一次执行成功的机会，一旦失败必须重新获取。 #### 2. 去重表：利用数据库表单的特性来实现幂等，常用的一个思路是在表上构建唯一性索引，保证某一类数据一旦执行完毕，后续同样的请求再也无法成功写入。例子还是上述的博客点赞问题，要想防止一个人重复点赞，可以设计一张表，将博客id与用户id绑定建立唯一索引，每当用户点赞时就往表中写入一条数据，这样重复点赞的数据就无法写入。 #### 3. TOKEN机制：这种机制就比较重要了，适用范围较广，有多种不同的实现方式。其核心思想是为每一次操作生成一个唯一性的凭证，也就是token。一个token在操作的每一个阶段只有一次执行权，一旦执行成功则保存执行结果。对重复的请求，返回同一个结果。以电商平台为例子，电商平台上的订单id就是最适合的token。当用户下单时，会经历多个环节，比如生成订单，减库存，减优惠券等等。每一个环节执行时都先检测一下该订单id是否已经执行过这一步骤，对未执行的请求，执行操作并缓存结果，而对已经执行过的id，则直接返回之前的执行结果，不做任何操作。这样可以在最大程度上避免操作的重复执行问题，缓存起来的执行结果也能用于事务的控制等。 * **多版本控制** 这种方法适合在更新的场景中，比如我们要更新商品的名字，这时我们就可以在更新的接口中增加一个版本号，来做幂等 ``` boolean updateGoodsName(int id,String newName,int version); ``` 在实现时可以如下 ``` update goods set name=#{newName},version=#{version} where id=#{id} and version<${version} ``` _**参考资料**_ [https://tech.meituan.com/distributed-system-mutually-exclusive-idempotence-cerberus-gtis.html](https://tech.meituan.com/distributed-system-mutually-exclusive-idempotence-cerberus-gtis.html)