前言

接口冪等性問題乏盐，對(duì)于開發(fā)人員來說佳窑，是一個(gè)跟語(yǔ)言無關(guān)的公共問題。本文分享了一些解決這類問題非常實(shí)用的辦法丑勤，絕大部分內(nèi)容我在項(xiàng)目中實(shí)踐過的华嘹，給有需要的小伙伴一個(gè)參考。

不知道你有沒有遇到過這些場(chǎng)景：

1. 我們?cè)谔顚懩承?code>form表單時(shí)法竞，保存按鈕不小心快速點(diǎn)了兩次耙厚，表中竟然產(chǎn)生了兩條重復(fù)的數(shù)據(jù)，只是id不一樣岔霸。
2. 我們的項(xiàng)目中為了解決接口超時(shí)問題薛躬，引入了重試機(jī)制。第一次請(qǐng)求接口超時(shí)了呆细，請(qǐng)求方?jīng)]能及時(shí)獲取返回結(jié)果（此時(shí)有可能已經(jīng)成功了）型宝，為了避免返回錯(cuò)誤的結(jié)果（這種情況不可能直接返回失敗吧？）絮爷，于是對(duì)該請(qǐng)求重試幾次趴酣，這樣也會(huì)產(chǎn)生重復(fù)的數(shù)據(jù)。
3. mq消費(fèi)者在讀取消息時(shí)坑夯，有時(shí)候會(huì)讀取到重復(fù)消息（至于什么原因這里先不說）岖寞，從而導(dǎo)致產(chǎn)生了重復(fù)的數(shù)據(jù)。

沒錯(cuò)柜蜈，這些都是冪等性問題仗谆。

接口冪等性是指用戶對(duì)于同一操作發(fā)起的一次請(qǐng)求或者多次請(qǐng)求的結(jié)果是一致的指巡，不會(huì)因?yàn)槎啻吸c(diǎn)擊而產(chǎn)生了副作用。

這類問題多發(fā)于接口的：

• insert操作隶垮，這種情況下多次請(qǐng)求藻雪，可能會(huì)產(chǎn)生重復(fù)數(shù)據(jù)。
• update操作狸吞，如果只是單純的更新數(shù)據(jù)勉耀，比如：update user set status=1 where id=1，是沒有問題的捷绒。如果還有計(jì)算瑰排，比如：update user set status=status+1 where id=1，這種情況下多次請(qǐng)求暖侨，可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤椭住。

那么我們要如何保證接口冪等性？本文將會(huì)告訴你答案字逗。

1. insert前先select

通常情況下京郑，在保存數(shù)據(jù)接口中，我們?yōu)榱朔乐巩a(chǎn)生重復(fù)的數(shù)據(jù)葫掉，一般會(huì)在insert前些举，先根據(jù)name或code字段select一下數(shù)據(jù)。如果該數(shù)據(jù)已存在俭厚，則執(zhí)行update操作户魏，如果不存在，才執(zhí)行 insert操作挪挤。

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該方案可能是我們平時(shí)在防止產(chǎn)生重復(fù)數(shù)據(jù)時(shí)叼丑，使用最多的方案。但是在并發(fā)場(chǎng)景中扛门，要配合其他方案一起使用鸠信，否則同樣會(huì)產(chǎn)生重復(fù)數(shù)據(jù)。

2. 加悲觀鎖

在支付場(chǎng)景中论寨，用戶A的賬號(hào)余額有150元星立，想轉(zhuǎn)出100元，正常情況下用戶A的余額只剩50元葬凳。一般情況下绰垂，sql是這樣的：

update user amount = amount-100 where id=123;

如果出現(xiàn)多次相同的請(qǐng)求，可能會(huì)導(dǎo)致用戶A的余額變成負(fù)數(shù)火焰。這種情況劲装，用戶A來可能要哭了。于此同時(shí)荐健，系統(tǒng)開發(fā)人員可能也要哭了酱畅，因?yàn)檫@是很嚴(yán)重的系統(tǒng)bug。

為了解決這個(gè)問題江场，可以加悲觀鎖纺酸，將用戶A的那行數(shù)據(jù)鎖住，在同一時(shí)刻只允許一個(gè)請(qǐng)求獲得鎖址否，更新數(shù)據(jù)餐蔬，其他的請(qǐng)求則等待。

通常情況下通過如下sql鎖住單行數(shù)據(jù)：

select * from user id=123 for update;

具體流程如下：

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具體步驟：

1. 多個(gè)請(qǐng)求同時(shí)根據(jù)id查詢用戶信息佑附。
2. 判斷余額是否不足100樊诺，如果余額不足，則直接返回余額不足音同。
3. 如果余額充足词爬，則通過for update再次查詢用戶信息，并且嘗試獲取鎖权均。
4. 只有第一個(gè)請(qǐng)求能獲取到行鎖顿膨，其余沒有獲取鎖的請(qǐng)求，則等待下一次獲取鎖的機(jī)會(huì)叽赊。
5. 第一個(gè)請(qǐng)求獲取到鎖之后恋沃，判斷余額是否不足100，如果余額足夠必指，則進(jìn)行update操作囊咏。
6. 如果余額不足，說明是重復(fù)請(qǐng)求塔橡，則直接返回成功梅割。

需要特別注意的是：如果使用的是mysql數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)引擎必須用innodb谱邪，因?yàn)樗胖С质聞?wù)炮捧。此外，這里id字段一定要是主鍵或者唯一索引惦银，不然會(huì)鎖住整張表咆课。

3. 加樂觀鎖

悲觀鎖需要在同一個(gè)事務(wù)操作過程中鎖住一行數(shù)據(jù)，如果事務(wù)耗時(shí)比較長(zhǎng)扯俱，會(huì)造成大量的請(qǐng)求等待书蚪，影響接口性能。

為了提升接口性能迅栅，我們可以使用樂觀鎖殊校。需要在表中增加一個(gè)timestamp或者version字段，這里以version字段為例读存。

在更新數(shù)據(jù)之前先查詢一下數(shù)據(jù)：

select id,amount,version from user id=123;

如果數(shù)據(jù)存在为流，假設(shè)查到的version等于1呕屎，再使用id和version字段作為查詢條件更新數(shù)據(jù)：

update user set amount=amount+100,version=version+1 where id=123 and version=1;

更新數(shù)據(jù)的同時(shí)version+1，然后判斷update操作的影響行數(shù)如果大于0敬察，說明本次更新成功秀睛，如果等于0，說明本次更新失敗莲祸。

由于第一次請(qǐng)求version等于1是可以成功的蹂安，操作成功后version變成2了。這時(shí)如果并發(fā)的請(qǐng)求過來锐帜，再執(zhí)行如下sql：

update user set amount=amount+100,version=version+1 where id=123 and version=1;

該update操作不會(huì)真正更新數(shù)據(jù)田盈，最終sql的執(zhí)行結(jié)果影響行數(shù)是0，因?yàn)?code>version已經(jīng)變成2了缴阎，where中的version=1肯定無法滿足條件允瞧。但為了保證接口冪等性，接口可以直接返回成功蛮拔，因?yàn)?code>version值已經(jīng)修改了瓷式，那么前面必定已經(jīng)成功過一次，后面都是重復(fù)的請(qǐng)求语泽。

具體流程如下：

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具體步驟：

1. 先根據(jù)id查詢用戶信息贸典，包含version字段
2. 根據(jù)id和version字段值作為where條件的參數(shù)，更新用戶信息踱卵，同時(shí)version+1
3. 判斷操作影響行數(shù)廊驼，如果影響1行，則說明是一次請(qǐng)求惋砂，可以做其他數(shù)據(jù)操作妒挎。
4. 如果影響0行黑竞，說明是重復(fù)請(qǐng)求缕粹，則直接返回成功茴扁。

4. 加唯一索引

絕大數(shù)情況下酌畜，為了防止重復(fù)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，我們都會(huì)在表中加唯一索引辅甥。

alter table `order` add  UNIQUE KEY `un_code` (`code`);

加了唯一索引之后驴一，第一次請(qǐng)求數(shù)據(jù)可以插入成功踊淳。但后面的相同請(qǐng)求驯嘱，插入數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)報(bào)Duplicate entry '002' for key 'order.un_code異常镶苞，表示唯一索引有沖突。雖說拋異常對(duì)數(shù)據(jù)來說沒有影響鞠评，不會(huì)造成錯(cuò)誤數(shù)據(jù)茂蚓。但是為了保證接口冪等性，我們需要對(duì)該異常進(jìn)行捕獲，然后返回成功聋涨。

如果是java程序需要捕獲：DuplicateKeyException異常晾浴，如果使用了spring框架還需要捕獲：MySQLIntegrityConstraintViolationException異常。

具體流程圖如下：

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具體步驟：

1. 用戶通過瀏覽器發(fā)起請(qǐng)求牍白，服務(wù)端收集數(shù)據(jù)怠肋。
2. 將該數(shù)據(jù)插入mysql
3. 判斷是否執(zhí)行成功，如果成功淹朋，則操作其他數(shù)據(jù)（可能還有其他的業(yè)務(wù)邏輯）。
4. 如果執(zhí)行失敗钉答，捕獲唯一索引沖突異常础芍，直接返回成功。

5. 建防重表

有時(shí)候表中并非所有的場(chǎng)景都不允許產(chǎn)生重復(fù)的數(shù)據(jù)数尿，只是有某些場(chǎng)景才不允許仑性。這時(shí)候，直接在表中加唯一索引右蹦，顯然是不太合適的诊杆。

針對(duì)這種情況，我們可以通過建防重表來解決問題何陆。

該表可以只包含兩個(gè)字段：id 和 唯一索引晨汹，唯一索引可以是多個(gè)字段比如：name、code等組合起來的唯一標(biāo)識(shí)贷盲，例如：susan_0001淘这。

具體流程圖如下：

image

具體步驟：

1. 用戶通過瀏覽器發(fā)起請(qǐng)求，服務(wù)端收集數(shù)據(jù)巩剖。
2. 將該數(shù)據(jù)插入mysql防重表
3. 判斷是否執(zhí)行成功铝穷，如果成功，則做mysql其他的數(shù)據(jù)操作（可能還有其他的業(yè)務(wù)邏輯）佳魔。
4. 如果執(zhí)行失敗曙聂，捕獲唯一索引沖突異常，直接返回成功鞠鲜。

需要特別注意的是：防重表和業(yè)務(wù)表必須在同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中宁脊，并且操作要在同一個(gè)事務(wù)中。

6. 根據(jù)狀態(tài)機(jī)

很多時(shí)候業(yè)務(wù)表是有狀態(tài)的贤姆，比如訂單表中有：1-下單朦佩、2-已支付、3-完成庐氮、4-撤銷等狀態(tài)语稠。如果這些狀態(tài)的值是有規(guī)律的，按照業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)正好是從小到大，我們就能通過它來保證接口的冪等性仙畦。

假如id=123的訂單狀態(tài)是已支付输涕，現(xiàn)在要變成完成狀態(tài)。

update `order` set status=3 where id=123 and status=2;

第一次請(qǐng)求時(shí)慨畸，該訂單的狀態(tài)是已支付莱坎，值是2，所以該update語(yǔ)句可以正常更新數(shù)據(jù)寸士，sql執(zhí)行結(jié)果的影響行數(shù)是1檐什，訂單狀態(tài)變成了3。

后面有相同的請(qǐng)求過來弱卡，再執(zhí)行相同的sql時(shí)乃正，由于訂單狀態(tài)變成了3，再用status=2作為條件婶博，無法查詢出需要更新的數(shù)據(jù)瓮具，所以最終sql執(zhí)行結(jié)果的影響行數(shù)是0，即不會(huì)真正的更新數(shù)據(jù)凡人。但為了保證接口冪等性名党，影響行數(shù)是0時(shí)，接口也可以直接返回成功挠轴。

具體流程圖如下：

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具體步驟：

1. 用戶通過瀏覽器發(fā)起請(qǐng)求传睹，服務(wù)端收集數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)id和當(dāng)前狀態(tài)作為條件岸晦，更新成下一個(gè)狀態(tài)
3. 判斷操作影響行數(shù)蒋歌，如果影響了1行，說明當(dāng)前操作成功委煤，可以進(jìn)行其他數(shù)據(jù)操作堂油。
4. 如果影響了0行，說明是重復(fù)請(qǐng)求碧绞，直接返回成功府框。

主要特別注意的是，該方案僅限于要更新的表有狀態(tài)字段讥邻，并且剛好要更新狀態(tài)字段的這種特殊情況迫靖，并非所有場(chǎng)景都適用。

7. 加分布式鎖

其實(shí)前面介紹過的加唯一索引或者加防重表兴使，本質(zhì)是使用了數(shù)據(jù)庫(kù)的分布式鎖系宜，也屬于分布式鎖的一種。但由于數(shù)據(jù)庫(kù)分布式鎖的性能不太好发魄，我們可以改用：redis或zookeeper盹牧。

鑒于現(xiàn)在很多公司分布式配置中心改用apollo或nacos俩垃，已經(jīng)很少用zookeeper了，我們以redis為例介紹分布式鎖汰寓。

目前主要有三種方式實(shí)現(xiàn)redis的分布式鎖：

1. setNx命令
2. set命令
3. Redission框架

每種方案各有利弊口柳，具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)我就不說了，有興趣的朋友可以加我微信找我私聊有滑。

具體流程圖如下：

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具體步驟：

1. 用戶通過瀏覽器發(fā)起請(qǐng)求跃闹，服務(wù)端會(huì)收集數(shù)據(jù)，并且生成訂單號(hào)code作為唯一業(yè)務(wù)字段毛好。
2. 使用redis的set命令望艺，將該訂單code設(shè)置到redis中，同時(shí)設(shè)置超時(shí)時(shí)間肌访。
3. 判斷是否設(shè)置成功找默，如果設(shè)置成功，說明是第一次請(qǐng)求场靴，則進(jìn)行數(shù)據(jù)操作。
4. 如果設(shè)置失敗港准，說明是重復(fù)請(qǐng)求旨剥，則直接返回成功。

需要特別注意的是：分布式鎖定一要設(shè)置一個(gè)合理的過期時(shí)間浅缸，如果設(shè)置過短轨帜，無法有效的防止重復(fù)請(qǐng)求。如果設(shè)置過長(zhǎng)衩椒，可能會(huì)浪費(fèi)redis的存儲(chǔ)空間蚌父，需要根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)情況而定。

8. 獲取token

除了上述方案之外毛萌，還有最后一種使用token的方案苟弛。該方案跟之前的所有方案都有點(diǎn)不一樣，需要兩次請(qǐng)求才能完成一次業(yè)務(wù)操作阁将。

1. 第一次請(qǐng)求獲取token
2. 第二次請(qǐng)求帶著這個(gè)token膏秫，完成業(yè)務(wù)操作。

具體流程圖如下：

第一步做盅，先獲取token缤削。

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第二步，做具體業(yè)務(wù)操作吹榴。

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具體步驟：

1. 用戶訪問頁(yè)面時(shí)亭敢，瀏覽器自動(dòng)發(fā)起獲取token請(qǐng)求。
2. 服務(wù)端生成token图筹，保存到redis中帅刀，然后返回給瀏覽器。
3. 用戶通過瀏覽器發(fā)起請(qǐng)求時(shí)，攜帶該token劝篷。
4. 在redis中查詢?cè)搕oken是否存在哨鸭，如果不存在，說明是第一次請(qǐng)求娇妓，做則后續(xù)的數(shù)據(jù)操作像鸡。
5. 如果存在，說明是重復(fù)請(qǐng)求哈恰，則直接返回成功只估。
6. 在redis中token會(huì)在過期時(shí)間之后，被自動(dòng)刪除着绷。

在這里順便說一下蛔钙，防重設(shè)計(jì) 和 冪等設(shè)計(jì)，其實(shí)是有區(qū)別的荠医。
防重設(shè)計(jì)主要為了避免產(chǎn)生重復(fù)數(shù)據(jù)吁脱，對(duì)接口返回沒有太多要求。而冪等設(shè)計(jì)除了避免產(chǎn)生重復(fù)數(shù)據(jù)之外彬向，還要求每次請(qǐng)求都返回一樣的結(jié)果兼贡。

以上方案是針對(duì)冪等設(shè)計(jì)的。

如果是防重設(shè)計(jì)娃胆，流程圖可以改成如下：

image

需要特別注意的是：token必須是全局唯一的遍希。