如何保证接口的幂等性

Posted 2020-12-06 -wenli

 

 

什么是幂等性

幂等性是系统服务对外一种承诺，承诺只要调用接口成功，外部多次调用对系统的影响是一致的。声明为幂等的服务会认为外部调用失败是常态，并且失败之后必然会有重试。

什么情况下需要幂等

接口调用下存在的问题：

　　现如今我们的系统大多拆分为分布式SOA，或者微服务，一套系统中包含了多个子系统服务，而一个子系统服务往往会去调用另一个服务，而服务调用服务无非就是使用RPC通信或者restful，既然是通信，那么就有可能在服务器处理完毕后返回结果的时候挂掉，这个时候用户端发现很久没有反应，那么就会多次点击按钮，这样请求有多次，那么处理数据的结果是否要统一呢？那是肯定的！尤其在支付场景。
一个场景：

 　　假如客户账户Account1现在有100元，执行一次交易（Order01）扣款10元，现在有就变成了90元，在分布式情况下，假如网络超时失败之类的情况下，就会导致可能客户端拿到了TimeoutException，但是实际上Server端执行成功了，这时客户端可能会发起重试，或者用MQ处理的话，MQ会重试。如果再执行一次就扣款10元，就变成了80元，显然这是不对的。况且如果重试操作发生了多次，余额被扣成了负数。理想的状态就是，多次的重复处理，结果应该不变，还是90元。

如何保证幂等

天然幂等操作

1、查询操作：查询一次和查询多次，在数据不变的情况下，查询结果是一样的。select是天然的幂等操作；

2、删除操作：删除操作也是幂等的，删除一次和多次删除都是把数据删除。(注意可能返回结果不一样，删除的数据不存在，返回0，删除的数据多条，返回结果多个) ；

3、唯一索引：防止新增脏数据。比如：支付宝的资金账户，支付宝也有用户账户，每个用户只能有一个资金账户，怎么防止给用户创建资金账户多个，那么给资金账户表中的用户ID加唯一索引，所以一个用户新增成功一个资金账户记录。要点：唯一索引或唯一组合索引来防止新增数据存在脏数据（当表存在唯一索引，并发时新增报错时，再查询一次就可以了，数据应该已经存在了，返回结果即可）

token机制： 防止页面重复提交

1、服务端提供了发送token的接口。我们在分析业务的时候，哪些业务是存在幂等问题的，就必须在执行业务前，先去获取token，服务器会把token保存到redis中。

2、然后调用业务接口请求时，把token携带过去，一般放在请求头部。

3、服务器判断token是否存在redis中，存在表示第一次请求，然后删除token,继续执行业务。

4、如果判断token不存在redis中，就表示是重复操作，直接返回重复标记给client，这样就保证了业务代码，不被重复执行。

关键点 先删除token，还是后删除token。

后删除token：如果进行业务处理成功后，删除redis中的token失败了，这样就导致了有可能会发生重复请求，因为token没有被删除。这个问题其实是数据库和缓存redis数据不一致问题，后续会写文章进行讲解。

先删除token：如果系统出现问题导致业务处理出现异常，业务处理没有成功，接口调用方也没有获取到明确的结果，然后进行重试，但token已经删除掉了，服务端判断token不存在，认为是重复请求，就直接返回了，无法进行业务处理了。

先删除token可以保证不会因为重复请求，业务数据出现问题。出现业务异常，可以让调用方配合处理一下，重新获取新的token，再次由业务调用方发起重试请求就ok了。
token机制缺点
业务请求每次请求，都会有额外的请求（一次获取token请求、判断token是否存在的业务）。其实真实的生产环境中，1万请求也许只会存在10个左右的请求会发生重试，为了这10个请求，我们让9990个请求都发生了额外的请求。

乐观锁机制:基于版本号version实现, 在更新数据那一刻校验数据

这种方法适合在更新的场景中，update t_goods set count = count -1 , version = version + 1 where good_id=2 and version = 1
根据version版本，也就是在操作库存前先获取当前商品的version版本号，然后操作的时候带上此version号。我们梳理下，我们第一次操作库存时，得到version为1，调用库存服务version变成了2；但返回给订单服务出现了问题，订单服务又一次发起调用库存服务，当订单服务传如的version还是1，再执行上面的sql语句时，就不会执行；因为version已经变为2了，where条件就不成立。这样就保证了不管调用几次，只会真正的处理一次。
乐观锁主要使用于处理读多写少的问题。

唯一主键（唯一索引）：防止新增脏数据

这个机制是利用了数据库的主键唯一约束的特性，解决了在insert场景时幂等问题。但主键的要求不是自增的主键，这样就需要业务生成全局唯一的主键。

如果是分库分表场景下，路由规则要保证相同请求下，落地在同一个数据库和同一表中，要不然数据库主键约束就不起效果了，因为是不同的数据库和表主键不相关。

唯一ID
调用接口时，生成一个唯一id，redis将数据保存到集合中（去重），存在即处理过，这种是强校验场景，比如和金钱相关的场景，唯一id号可以当作一个订单号。