高并發(fā)下接口冪等性解決方案

一假残、冪等性概念

在編程中.一個冪等操作的特點是其任意多次執(zhí)行所產(chǎn)生的影響均與一次執(zhí)行的影響相同。冪等函數(shù)阳惹,或冪等方法,是指可以使用相同參數(shù)重復執(zhí)行莹汤,并能獲得相同結果的函數(shù)颠印。這些函數(shù)不會影響系統(tǒng)狀態(tài)纲岭,也不用擔心重復執(zhí)行會對系統(tǒng)造成改變线罕。例如,“getUsername()和setTrue()”函數(shù)就是一個冪等函數(shù). 更復雜的操作冪等保證是利用唯一交易號(流水號)實現(xiàn).

我的理解:冪等就是一個操作钞楼,不論執(zhí)行多少次,產(chǎn)生的效果和返回的結果都是一樣的询件。

二、冪等性場景

1橘沥、查詢操作:查詢一次和查詢多次,在數(shù)據(jù)不變的情況下座咆,查詢結果是一樣的痢艺。select是天然的冪等操作介陶;

2、刪除操作:刪除操作也是冪等的哺呜,刪除一次和多次刪除都是把數(shù)據(jù)刪除。(注意可能返回結果不一樣国撵,刪除的數(shù)據(jù)不存在,返回0介牙,刪除的數(shù)據(jù)多條,返回結果多個) 环础;

3剩拢、唯一索引:防止新增臟數(shù)據(jù)线得。比如:支付寶的資金賬戶徐伐,支付寶也有用戶賬戶,每個用戶只能有一個資金賬戶呵晨,怎么防止給用戶創(chuàng)建資金賬戶多個,那么給資金賬戶表中的用戶ID加唯一索引摸屠,所以一個用戶新增成功一個資金賬戶記錄。要點:唯一索引或唯一組合索引來防止新增數(shù)據(jù)存在臟數(shù)據(jù)(當表存在唯一索引檩咱,并發(fā)時新增報錯時,再查詢一次就可以了刻蚯,數(shù)據(jù)應該已經(jīng)存在了桑嘶,返回結果即可)炊汹;

4逃顶、token機制:防止頁面重復提交充甚。

原理上通過session token來實現(xiàn)的(也可以通過redis來實現(xiàn))霸褒。當客戶端請求頁面時伴找,服務器會生成一個隨機數(shù)Token废菱,并且將Token放置到session當中,然后將Token發(fā)給客戶端(一般通過構造hidden表單)殊轴。
下次客戶端提交請求時,Token會隨著表單一起提交到服務器端旁理。

服務器端第一次驗證相同過后,會將session中的Token值更新下,若用戶重復提交十性,第二次的驗證判斷將失敗,因為用戶提交的表單中的Token沒變劲适,但服務器端session中Token已經(jīng)改變了。

5霞势、悲觀鎖
獲取數(shù)據(jù)的時候加鎖獲取。select * from table_xxx where id='xxx' for update; 注意:id字段一定是主鍵或者唯一索引愕贡,不然是鎖表,會死人的墩虹;悲觀鎖使用時一般伴隨事務一起使用,數(shù)據(jù)鎖定時間可能會很長诫钓,根據(jù)實際情況選用篙螟;

6菌湃、樂觀鎖——樂觀鎖只是在更新數(shù)據(jù)那一刻鎖表遍略,其他時間不鎖表骤坐,所以相對于悲觀鎖纯路,效率更高或油。樂觀鎖的實現(xiàn)方式多種多樣可以通過version或者其他狀態(tài)條件:

  1. 通過版本號實現(xiàn)update table_xxx set name=#name#,version=version+1 where version=#version#如下圖(來自網(wǎng)上)驰唬;
  2. 通過條件限制 update table_xxx set avai_amount=avai_amount-#subAmount# where avai_amount-#subAmount# >= 0要求:quality-#subQuality# >= ,這個情景適合不用版本號辖佣,只更新是做數(shù)據(jù)安全校驗,適合庫存模型卷谈,扣份額和回滾份額,性能更高世蔗;

7朗兵、分布式鎖

如果是分布是系統(tǒng)污淋,構建全局唯一索引比較困難余掖,例如唯一性的字段沒法確定,這時候可以引入分布式鎖盐欺,通過第三方的系統(tǒng)(redis或zookeeper),在業(yè)務系統(tǒng)插入數(shù)據(jù)或者更新數(shù)據(jù)魔种,獲取分布式鎖,然后做操作务嫡,之后釋放鎖漆改,這樣其實是把多線程并發(fā)的鎖的思路心铃,引入多多個系統(tǒng)挫剑,也就是分布式系統(tǒng)中得解決思路。要點:某個長流程處理過程要求不能并發(fā)執(zhí)行,可以在流程執(zhí)行之前根據(jù)某個標志(用戶ID+后綴等)獲取分布式鎖唆铐,其他流程執(zhí)行時獲取鎖就會失敗,也就是同一時間該流程只能有一個能執(zhí)行成功奔滑,執(zhí)行完成后,釋放分布式鎖(分布式鎖要第三方系統(tǒng)提供)朋其;

8、select + insert
并發(fā)不高的后臺系統(tǒng)梅猿,或者一些任務JOB,為了支持冪等袱蚓,支持重復執(zhí)行,簡單的處理方法是体斩,先查詢下一些關鍵數(shù)據(jù),判斷是否已經(jīng)執(zhí)行過硕勿,在進行業(yè)務處理枫甲,就可以了。注意:核心高并發(fā)流程不要用這種方法想幻;

9话浇、狀態(tài)機冪等
在設計單據(jù)相關的業(yè)務脏毯,或者是任務相關的業(yè)務幔崖,肯定會涉及到狀態(tài)機(狀態(tài)變更圖),就是業(yè)務單據(jù)上面有個狀態(tài)赏寇,狀態(tài)在不同的情況下會發(fā)生變更,一般情況下存在有限狀態(tài)機自娩,這時候,如果狀態(tài)機已經(jīng)處于下一個狀態(tài)忙迁,這時候來了一個上一個狀態(tài)的變更,理論上是不能夠變更的姊扔,這樣的話,保證了有限狀態(tài)機的冪等恰梢。注意:訂單等單據(jù)類業(yè)務,存在很長的狀態(tài)流轉删豺,一定要深刻理解狀態(tài)機,對業(yè)務系統(tǒng)設計能力提高有很大幫助

10妈拌、對外提供接口的api如何保證冪等
如銀聯(lián)提供的付款接口:需要接入商戶提交付款請求時附帶:source來源,seq序列號尘分;source+seq在數(shù)據(jù)庫里面做唯一索引丸氛,防止多次付款(并發(fā)時培愁,只能處理一個請求) 缓窜。
重點:對外提供接口為了支持冪等調用,接口有兩個字段必須傳禾锤,一個是來源source,一個是來源方序列號seq倡鲸,這個兩個字段在提供方系統(tǒng)里面做聯(lián)合唯一索引,這樣當?shù)谌秸{用時峭状,先在本方系統(tǒng)里面查詢一下逼争,是否已經(jīng)處理過优床,返回相應處理結果誓焦;沒有處理過,進行相應處理,返回結果启摄。注意,為了冪等友好幽钢,一定要先查詢一下,是否處理過該筆業(yè)務匪燕,不查詢直接插入業(yè)務系統(tǒng),會報錯帽驯,但實際已經(jīng)處理了。

三尼变、總結

冪等與你是不是分布式高并發(fā)還有JavaEE都沒有關系。關鍵是你的操作是不是冪等的哀澈。一個冪等的操作典型如:把編號為5的記錄的A字段設置為0這種操作不管執(zhí)行多少次都是冪等的度气。一個非冪等的操作典型如:把編號為5的記錄的A字段增加1這種操作顯然就不是冪等的割按。要做到冪等性磷籍,從接口設計上來說不設計任何非冪等的操作即可。譬如說需求是:當用戶點擊贊同時院领,將答案的贊同數(shù)量+1。改為:當用戶點擊贊同時,確保答案贊同表中存在一條記錄废恋,用戶、答案鱼鼓。贊同數(shù)量由答案贊同表統(tǒng)計出來∑荆總之冪等性應該是合格程序員的一個基因,在設計系統(tǒng)時置媳,是首要考慮的問題于樟,尤其是在像支付寶拇囊,銀行,互聯(lián)網(wǎng)金融公司等涉及的都是錢的系統(tǒng)寥袭,既要高效,數(shù)據(jù)也要準確杰扫,所以不能出現(xiàn)多扣款膘掰,多打款等問題章姓,這樣會很難處理炭序,用戶體驗也不好。

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