接口的幂等性的N种考虑，你知道吗？

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· 2020-12-10

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前言

今天的主题：接口幂等性的解决方案。本来是想把对象的存储过程和内存布局肝出来的，但是临时产生了变化，哈哈，这部分内容我们留在下一期吧，有句话说的好，好事多磨，对吧。

在实际项目开发中接口是我们在开发中经常接触到的，而且是经常经常要写，每一个项目可能都会伴随着大量的接口开发，在moon来涂鸦的这几个月，基本上就是在与接口作斗争了，新需求除了业务相关就是设计表和接口编写了。

当然，在接口设计中我们要考虑很多问题，安全性，格式，设计等等，今天我们先来聊聊，在高并发环境下，接口幂等性的解决方案有哪些。

正文

1 接口幂等性

就是说在多次相同的操作下保证最终的结果是一致的。

其实这个概念还是比较简单的，很容易理解，那我们思考一个问题，如果不保证接口幂等性会有什么问题？

1.1 案例

我们简单的举个例子，现在有一个接口，提供了转账的功能，a要给b转账1000元，正常情况下我们接口一次性就调用成功了，但是却因为网络抖动等其它原因没有成功，于是就开始不停的重试，突然网络好了，但是这时却连续发出去了三个请求，但是这个接口没有保证幂等性，于是从结果上来看就是a给b转了3000元，这显然是程序业务逻辑上不能接受的(其实moon可以当b的)。

2 解决方案

2.1 token机制

token机制其实是比较简单的，我们先来简单的说一下流程。

首先客户端先请求服务端，服务端生成token，每次请求生成的都是一个新的token(这个token一定要设置超时时间)，将token存入redis当中，然后将token返回给客户端。
客户端携带刚刚返回的token请求服务端做业务请求。
服务端收到请求，做判断。

如果token在redis中，则直接删除该token，然后继续做业务请求。
如果token不在redis中，代表已经执行过当前业务了，则不执行业务。

图示如下：

token机制实现方式还是比较简单的，但是其实对于我们某些响应速度要求很高的业务不太友好，缺点就是需要多一次请求获取token的过程。

正常来说是每次请都会生成一个新的token，如果有极限情况下，有两个请求都带着相同的token进来，会存在都走入判断是否存在的过程，可能都会同时查到存在，这样也会有问题，针对这种情况，我们可以在删除前判断下是否存在，存在就删除，为了保证原子性，这部分逻辑建议使用lua脚本完成。

2.2 去重表

去重表的机制是根据mysql唯一索引的特性来的，我们先来说下它的流程：

首先客户端先请求服务端，服务端先将这次的请求信息存入一张mysql的去重表中，这张表要根据这次请求的其中某个特殊字段建立唯一索引，或者主键索引。
判断是否插入成功

如果插入成功，则继续做后续业务请求。
如果插入失败，则代表已经执行过当前请求。

图示如下：

去重表机制的问题有两点：

1.mysql容错性，也就是mysql本身如果不是高可用的那么业务可能会受到影响：
2.既然是唯一索引，自然在写表的时候就没有办法用到changbuffer，每次都要从磁盘查出来判断再写入，对于一个高并发的接口来说，这些都是需要考虑的因素。

2.3 redis 的 SETNX键值

过程如下：

首先客户端先请求服务端，服务端将能代表这次请求业务的唯一字段以 SETNX 的方式存入redis，并设置超时时间，超时时间可以根据业务权衡。
判断是否插入成功

如果插入成功，则继续做后续业务请求。
如果插入失败，则代表已经执行过当前请求。

这里我们是利用了redis setnx 的特性来完成的。

setnx:只在键key不存在的情况下，将键key的值设置为value。若键key已经存在，则SETNX命令不做任何动作。命令在设置成功时返回1，设置失败时返回0。

图示如下：

这种方案可以说是针对上一个方案改进的，效率也会提高很多。

2.4 状态机幂

这种机制适用于有不同状态的业务，moon的上一家公司就是这样做的。

我们的订单系统，一条订单会有多个状态，如：待付款，锁定，已付款等状态，而这些状态都是有流程和逻辑的，我们可以根据这个状态判断是否执行后续业务操作。

2.5 乐观锁(更新操作)

就是数据库中增加版本号字段，每次更新根据版本号来判断

过程如下：

首先客户端先请求服务端，先查询出当前的version版本。

select version from .. where ..

根据version版本来做sql操作

UPDATE .. SET ... version=(version+1) WHERE .. AND version=version;

这个图示我就不再画了，还是比较简单的

2.6 悲观锁(更新操作)

假设每一次拿数据，都有认为会被修改，所以给数据库的行上锁，也是基于数据库特性来完成。

当数据库执行select for update时会获取被select中的数据行的行锁，因此其他并发执行的select for update如果试图选中同一行则会发生排斥（需要等待行锁被释放），因此达到锁的效果。

START TRANSACTION; # 开启事务
SELETE * FROM TABLE WHERE .. FOR UPDATE;
UPDATE TABLE SET ... WHERE ..;
COMMIT; # 提交事务

结语

关于接口幂等性这部分内容，解决方案其实大同小异，很多方式的原理都是一样的，更多的其实都是在业务链路中去过滤，也会有很多是有消息中间件去解决的，默认在中间件这一层就直接过滤掉了，当然每种方式都有各自的优点和缺点，需要结合当前的业务去选择，今天的文章内容，你get到了吗？

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