我們先來談下冪等的概念

抽象概念

冪等（idempotent北戏、idempotence）是一個數(shù)學(xué)與計算機(jī)學(xué)概念负芋，常見于抽象代數(shù)中逼争。

在編程中茴厉，一個冪等操作的特點(diǎn)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)邓萨，或冪等方法蠕嫁，是指可以使用相同參數(shù)重復(fù)執(zhí)行锨天，并能獲得相同結(jié)果的函數(shù)。這些函數(shù)不會影響系統(tǒng)狀態(tài)剃毒，也不用擔(dān)心重復(fù)執(zhí)行會對系統(tǒng)造成改變病袄。例如，“getUsername()和setTrue()”函數(shù)就是一個冪等函數(shù)赘阀。

用通俗的話講：就是針對一個操作益缠，不管做多少次，產(chǎn)生效果或返回的結(jié)果都是一樣的

舉幾個例子：

1.比如前端對同一表單數(shù)據(jù)的重復(fù)提交基公，后臺應(yīng)該只會產(chǎn)生一個結(jié)果幅慌。

2.比如我們發(fā)起一筆付款請求，應(yīng)該只扣用戶賬戶一次錢轰豆，當(dāng)遇到網(wǎng)絡(luò)重發(fā)或系統(tǒng)bug重發(fā)胰伍，也應(yīng)該只扣一次錢。

3.比如發(fā)送消息秒咨，也應(yīng)該只發(fā)一次喇辽，同樣的短信如果多次發(fā)給用戶，用戶會崩潰雨席。

4.比如創(chuàng)建業(yè)務(wù)訂單，一次業(yè)務(wù)請求只能創(chuàng)建一個吠式，不能出現(xiàn)創(chuàng)建多個訂單陡厘。

還有很多諸如此類的抽米，這些邏輯都需要冪等的特性來支持。

實(shí)現(xiàn)冪等性的技術(shù)方案

查詢操作

查詢一次和查詢多次糙置，在數(shù)據(jù)不變的情況下云茸，查詢結(jié)果是一樣的，select是天然的冪等操作谤饭。

刪除操作

刪除操作也是冪等的标捺，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(jié)果不一樣揉抵，刪除的數(shù)據(jù)不存在亡容，返回0，刪除的數(shù)據(jù)多條冤今，返回結(jié)果多個)

唯一索引闺兢，防止新增臟數(shù)據(jù)

拿資金賬戶和用戶賬戶來說，每個用戶只能有一個資金賬戶戏罢，怎么防止給用戶創(chuàng)建資金賬戶多個屋谭，那么給資金賬戶表中的用戶ID加唯一索引，在新增的時候只有一個請求成功龟糕，剩下都會拋出唯一索引重復(fù)異常桐磁。比如org.springframework.dao.DuplicateKeyException，這時候再查詢一次就可以了讲岁，數(shù)據(jù)存在我擂，返回結(jié)果。

token機(jī)制催首，防止頁面重復(fù)提交

要求：頁面的數(shù)據(jù)只能被點(diǎn)擊提交一次

發(fā)生原因：由于重復(fù)點(diǎn)擊或者網(wǎng)絡(luò)重發(fā)扶踊，或者nginx重發(fā)等情況會導(dǎo)致數(shù)據(jù)被重復(fù)提交

解決辦法：

集群環(huán)境：采用token加redis

單JVM環(huán)境：采用token加redis或token加jvm內(nèi)存

處理流程：

數(shù)據(jù)提交前要向服務(wù)的申請token，token放到redis或jvm內(nèi)存郎任，token有效時間

提交后后臺校驗(yàn)token秧耗，同時刪除token，生成新的token返回

token特點(diǎn)：要申請舶治，一次有效性分井，可以限流。

注意：redis要用刪除操作來判斷token霉猛，刪除成功代表token校驗(yàn)通過尺锚，如果用select+delete來校驗(yàn)token，

存在并發(fā)問題惜浅，不建議使用

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瘫辩，不然是鎖表，會出事的。悲觀鎖使用時一般伴隨事務(wù)一起使用伐厌，數(shù)據(jù)鎖定時間可能會很長承绸，根據(jù)實(shí)際情況選用。

樂觀鎖

樂觀鎖只是在更新數(shù)據(jù)那一刻鎖表挣轨，其他時間不鎖表军熏，所以相對于悲觀鎖，效率更高卷扮。樂觀鎖的實(shí)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(shí)現(xiàn) update table_xxx set name=#name#,version=version+1 where version=#version#

2.通過條件限制 update table_xxx set avai_amount=avai_amount-#subAmount# where avai_amount-#subAmount# >= 0

要求：avai_amount-subAmount >=0

這個情景適合不用版本號荡澎，只更新是做數(shù)據(jù)安全校驗(yàn)，適合庫存模型晤锹，扣份額和回滾份額摩幔，性能更高。

注意：樂觀鎖的更新操作抖甘，最好用主鍵或者唯一索引來更新热鞍，這樣是行鎖，否則更新時會鎖表衔彻，上面兩個sql改成下面的兩個更好薇宠。

update table_xxx set name=#name#,version=version+1 where id=#id# and version=#version#

update table_xxx set avai_amount=avai_amount-#subAmount# where id=#id# and avai_amount-#subAmount# >= 0

分布式鎖

還是拿插入數(shù)據(jù)的例子，如果是分布是系統(tǒng)艰额，構(gòu)建全局唯一索引比較困難澄港，例如唯一性的字段沒法確定，這時候可以引入分布式鎖柄沮，通過第三方的系統(tǒng)(redis或zookeeper)回梧，在業(yè)務(wù)系統(tǒng)插入數(shù)據(jù)或者更新數(shù)據(jù)，獲取分布式鎖祖搓，然后做操作狱意，之后釋放鎖，其實(shí)就是為了控制多線程并發(fā)的操作拯欧，也是分布式系統(tǒng)中經(jīng)常用到的解決思路详囤。

select + insert

并發(fā)不高的后臺系統(tǒng)，或者一些任務(wù)JOB镐作，為了支持冪等藏姐，支持重復(fù)執(zhí)行，簡單的處理方法是该贾，先查詢下一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)羔杨，判斷是否已經(jīng)執(zhí)行過，在進(jìn)行業(yè)務(wù)處理杨蛋，就可以了兜材。

注意****：核心高并發(fā)流程不要用這種方法理澎。

狀態(tài)機(jī)冪等

在設(shè)計單據(jù)相關(guān)的業(yè)務(wù)，或者是任務(wù)相關(guān)的業(yè)務(wù)护姆，肯定會涉及到狀態(tài)機(jī)(狀態(tài)變更圖)矾端，就是業(yè)務(wù)單據(jù)上面有個狀態(tài)掏击，狀態(tài)在不同的情況下會發(fā)生變更卵皂，一般情況下存在有限狀態(tài)機(jī)，這時候砚亭，如果狀態(tài)機(jī)已經(jīng)處于下一個狀態(tài)灯变，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捅膘，這樣的話添祸，保證了有限狀態(tài)機(jī)的冪等。

注意：訂單等單據(jù)類業(yè)務(wù)寻仗，存在很長的狀態(tài)流轉(zhuǎn)刃泌，一定要深刻理解狀態(tài)機(jī)，對業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)計能力提高有很大幫助署尤。

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來源耙替，seq序列號source+seq在數(shù)據(jù)庫里面做唯一索引，防止多次付款曹体，(并發(fā)時俗扇，只能處理一個請求)。

重點(diǎn)：

對外提供接口為了支持冪等調(diào)用箕别，接口有兩個字段必須傳铜幽，一個是來源source，一個是來源方序列號seq串稀，這個兩個字段在提供方系統(tǒng)里面做聯(lián)合唯一索引除抛，這樣當(dāng)?shù)谌秸{(diào)用時，先在本方系統(tǒng)里面查詢一下母截，是否已經(jīng)處理過到忽，返回相應(yīng)處理結(jié)果；沒有處理過微酬，進(jìn)行相應(yīng)處理绘趋，返回結(jié)果。注意颗管，為了冪等友好陷遮，一定要先查詢一下，是否處理過該筆業(yè)務(wù)垦江，不查詢直接插入業(yè)務(wù)系統(tǒng)帽馋，會報錯，但實(shí)際已經(jīng)處理了。

最后總結(jié)：

冪等性應(yīng)該是合格程序員的一個基因绽族，在設(shè)計系統(tǒng)時姨涡，是首要考慮的問題，尤其是在像第三方支付平臺吧慢，銀行涛漂，互聯(lián)網(wǎng)金融公司等涉及的網(wǎng)上資金系統(tǒng)，既要高效检诗，數(shù)據(jù)也要準(zhǔn)確匈仗，所以不能出現(xiàn)多扣款，多打款等問題逢慌，這樣會很難處理悠轩，并會大大降低用戶體驗(yàn)。

“路漫漫其修遠(yuǎn)兮攻泼，吾將上下而求索”火架，針對當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)公司的技術(shù)需求和主流技術(shù)，我總結(jié)了一套系統(tǒng)的Java資料忙菠，適合兩至五年的程序員們何鸡，謝謝你們的支持，關(guān)注我的微信公眾號：Java資訊庫只搁，即時免費(fèi)領(lǐng)取Java進(jìn)階資料音比。

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作者：Java資訊庫
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