前言

接口冪等性問題膛檀，對(duì)于開發(fā)人員來說，是一個(gè)跟語言無關(guān)的公共問題斟赚。本文分享了一些解決這類問題非常實(shí)用的辦法着降，絕大部分內(nèi)容我在項(xiàng)目中實(shí)踐過的，給有需要的小伙伴一個(gè)參考拗军。

不知道你有沒有遇到過這些場(chǎng)景：

1. 有時(shí)我們?cè)谔顚懩承?code>form表單時(shí)任洞，保存按鈕不小心快速點(diǎn)了兩次，表中竟然產(chǎn)生了兩條重復(fù)的數(shù)據(jù)发侵，只是id不一樣交掏。
2. 我們?cè)陧?xiàng)目中為了解決接口超時(shí)問題，通常會(huì)引入了重試機(jī)制刃鳄。第一次請(qǐng)求接口超時(shí)了盅弛，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），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叔锐？）挪鹏，于是會(huì)對(duì)該請(qǐng)求重試幾次，這樣也會(huì)產(chǎn)生重復(fù)的數(shù)據(jù)愉烙。
3. mq消費(fèi)者在讀取消息時(shí)讨盒，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，有興趣的小伙伴步责，可以找我私聊）返顺，如果處理不好，也會(huì)產(chǎn)生重復(fù)的數(shù)據(jù)蔓肯。

沒錯(cuò)遂鹊，這些都是冪等性問題。

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)果是一致的省核，不會(huì)因?yàn)槎啻吸c(diǎn)擊而產(chǎn)生了副作用稿辙。

這類問題多發(fā)于接口的：

• insert操作，這種情況下多次請(qǐng)求气忠，可能會(huì)產(chǎn)生重復(fù)數(shù)據(jù)邻储。
• update操作，如果只是單純的更新數(shù)據(jù)旧噪，比如：update user set status=1 where id=1吨娜，是沒有問題的。如果還有計(jì)算淘钟，比如：update user set status=status+1 where id=1宦赠，這種情況下多次請(qǐng)求，可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。

那么我們要如何保證接口冪等性勾扭？本文將會(huì)告訴你答案毡琉。

1. insert前先select

通常情況下，在保存數(shù)據(jù)的接口中妙色，我們?yōu)榱朔乐巩a(chǎn)生重復(fù)數(shù)據(jù)桅滋，一般會(huì)在insert前，先根據(jù)name或code字段select一下數(shù)據(jù)身辨。如果該數(shù)據(jù)已存在丐谋，則執(zhí)行update操作，如果不存在煌珊，才執(zhí)行 insert操作号俐。

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)，使用最多的方案定庵。但是該方案不適用于并發(fā)場(chǎng)景吏饿，在并發(fā)場(chǎng)景中，要配合其他方案一起使用蔬浙，否則同樣會(huì)產(chǎn)生重復(fù)數(shù)據(jù)找岖。我在這里提一下，是為了避免大家踩坑敛滋。

2. 加悲觀鎖

在支付場(chǎng)景中许布，用戶A的賬號(hào)余額有150元，想轉(zhuǎn)出100元绎晃，正常情況下用戶A的余額只剩50元蜜唾。一般情況下，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)求庶艾，可能會(huì)導(dǎo)致用戶A的余額變成負(fù)數(shù)袁余。這種情況，用戶A來可能要哭了咱揍。于此同時(shí)颖榜，系統(tǒng)開發(fā)人員可能也要哭了，因?yàn)檫@是很嚴(yán)重的系統(tǒng)bug煤裙。

為了解決這個(gè)問題掩完，可以加悲觀鎖，將用戶A的那行數(shù)據(jù)鎖住硼砰，在同一時(shí)刻只允許一個(gè)請(qǐng)求獲得鎖且蓬，更新數(shù)據(jù)，其他的請(qǐng)求則等待题翰。

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;

具體步驟：

1. 多個(gè)請(qǐng)求同時(shí)根據(jù)id查詢用戶信息恶阴。
2. 判斷余額是否不足100诈胜，如果余額不足，則直接返回余額不足冯事。
3. 如果余額充足焦匈，則通過for update再次查詢用戶信息，并且嘗試獲取鎖昵仅。
4. 只有第一個(gè)請(qǐng)求能獲取到行鎖括授，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)岩饼。
5. 第一個(gè)請(qǐng)求獲取到鎖之后，判斷余額是否不足100薛夜，如果余額足夠籍茧，則進(jìn)行update操作。
6. 如果余額不足梯澜，說明是重復(fù)請(qǐng)求寞冯，則直接返回成功。

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

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)午磁，如果事務(wù)耗時(shí)比較長尝抖，會(huì)造成大量的請(qǐng)求等待，影響接口性能迅皇。此外昧辽，每次請(qǐng)求接口很難保證都有相同的返回值，所以不適合冪等性設(shè)計(jì)場(chǎng)景登颓，但是在防重場(chǎng)景中是可以的使用的搅荞。在這里順便說一下，防重設(shè)計(jì) 和 冪等設(shè)計(jì)框咙，其實(shí)是有區(qū)別的咕痛。防重設(shè)計(jì)主要為了避免產(chǎn)生重復(fù)數(shù)據(jù)，對(duì)接口返回沒有太多要求喇嘱。而冪等設(shè)計(jì)除了避免產(chǎn)生重復(fù)數(shù)據(jù)之外暇检，還要求每次請(qǐng)求都返回一樣的結(jié)果。

3. 加樂觀鎖

既然悲觀鎖有性能問題婉称，為了提升接口性能块仆，我們可以使用樂觀鎖构蹬。需要在表中增加一個(gè)timestamp或者version字段，這里以version字段為例悔据。

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)存在庄敛，假設(shè)查到的version等于1，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科汗，然后判斷本次update操作的影響行數(shù)藻烤，如果大于0，則說明本次更新成功头滔，如果等于0怖亭，則說明本次更新沒有讓數(shù)據(jù)變更。

由于第一次請(qǐng)求version等于1是可以成功的坤检，操作成功后version變成2了兴猩。這時(shí)如果并發(fā)的請(qǐng)求過來，再執(zhí)行相同的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)早歇，最終sql的執(zhí)行結(jié)果影響行數(shù)是0倾芝，因?yàn)?code>version已經(jīng)變成2了，where中的version=1肯定無法滿足條件箭跳。但為了保證接口冪等性晨另，接口可以直接返回成功，因?yàn)?code>version值已經(jīng)修改了谱姓，那么前面必定已經(jīng)成功過一次借尿，后面都是重復(fù)的請(qǐng)求。

具體步驟：

1. 先根據(jù)id查詢用戶信息屉来，包含version字段
2. 根據(jù)id和version字段值作為where條件的參數(shù)垛玻，更新用戶信息，同時(shí)version+1
3. 判斷操作影響行數(shù)奶躯，如果影響1行帚桩，則說明是一次請(qǐng)求，可以做其他數(shù)據(jù)操作嘹黔。
4. 如果影響0行账嚎，說明是重復(fù)請(qǐng)求，則直接返回成功儡蔓。

4. 加唯一索引

絕大數(shù)情況下郭蕉，為了防止重復(fù)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，我們都會(huì)在表中加唯一索引喂江，這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單召锈，并且有效的方案。

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

加了唯一索引之后获询，第一次請(qǐng)求數(shù)據(jù)可以插入成功涨岁。但后面的相同請(qǐng)求拐袜，插入數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)報(bào)Duplicate entry '002' for key 'order.un_code異常，表示唯一索引有沖突梢薪。

雖說拋異常對(duì)數(shù)據(jù)來說沒有影響蹬铺，不會(huì)造成錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。但是為了保證接口冪等性秉撇，我們需要對(duì)該異常進(jìn)行捕獲甜攀，然后返回成功。

如果是java程序需要捕獲：DuplicateKeyException異常琐馆，如果使用了spring框架還需要捕獲：MySQLIntegrityConstraintViolationException異常规阀。

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)瘦麸。
2. 將該數(shù)據(jù)插入mysql
3. 判斷是否執(zhí)行成功谁撼，如果成功，則操作其他數(shù)據(jù)（可能還有其他的業(yè)務(wù)邏輯）瞎暑。
4. 如果執(zhí)行失敗，捕獲唯一索引沖突異常与帆，直接返回成功了赌。

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)，只有某些特定場(chǎng)景才不允許玄糟。這時(shí)候勿她，直接在表中加唯一索引，顯然是不太合適的阵翎。

針對(duì)這種情況逢并，我們可以通過建防重表來解決問題。

該表可以只包含兩個(gè)字段：id 和 唯一索引郭卫，唯一索引可以是多個(gè)字段比如：name砍聊、code等組合起來的唯一標(biāo)識(shí)，例如：susan_0001贰军。

具體步驟：

1. 用戶通過瀏覽器發(fā)起請(qǐng)求玻蝌，服務(wù)端收集數(shù)據(jù)。
2. 將該數(shù)據(jù)插入mysql防重表
3. 判斷是否執(zhí)行成功词疼，如果成功俯树，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）。
4. 如果執(zhí)行失敗贰盗，捕獲唯一索引沖突異常许饿，直接返回成功。

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)庫中舵盈，并且操作要在同一個(gè)事務(wù)中陋率。

6. 根據(jù)狀態(tài)機(jī)

很多時(shí)候業(yè)務(wù)表是有狀態(tài)的球化，比如訂單表中有：1-下單、2-已支付翘贮、3-完成赊窥、4-撤銷等狀態(tài)。如果這些狀態(tài)的值是有規(guī)律的狸页，按照業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)正好是從小到大锨能，我們就能通過它來保證接口的冪等性。

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

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

第一次請(qǐng)求時(shí)，該訂單的狀態(tài)是已支付斋竞，值是2倔约，所以該update語句可以正常更新數(shù)據(jù)，sql執(zhí)行結(jié)果的影響行數(shù)是1坝初，訂單狀態(tài)變成了3浸剩。

后面有相同的請(qǐng)求過來，再執(zhí)行相同的sql時(shí)鳄袍，由于訂單狀態(tài)變成了3绢要，再用status=2作為條件，無法查詢出需要更新的數(shù)據(jù)拗小，所以最終sql執(zhí)行結(jié)果的影響行數(shù)是0重罪，即不會(huì)真正的更新數(shù)據(jù)。但為了保證接口冪等性哀九，影響行數(shù)是0時(shí)剿配，接口也可以直接返回成功。

具體步驟：

1. 用戶通過瀏覽器發(fā)起請(qǐng)求阅束，服務(wù)端收集數(shù)據(jù)呼胚。
2. 根據(jù)id和當(dāng)前狀態(tài)作為條件，更新成下一個(gè)狀態(tài)
3. 判斷操作影響行數(shù)息裸，如果影響了1行砸讳，說明當(dāng)前操作成功，可以進(jìn)行其他數(shù)據(jù)操作界牡。
4. 如果影響了0行簿寂，說明是重復(fù)請(qǐng)求，直接返回成功宿亡。

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

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平绩，本質(zhì)是使用了數(shù)據(jù)庫的分布式鎖，也屬于分布式鎖的一種漠另。但由于數(shù)據(jù)庫分布式鎖的性能不太好捏雌，我們可以改用：redis或zookeeper。

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

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

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

具體步驟：

1. 用戶通過瀏覽器發(fā)起請(qǐng)求算墨，服務(wù)端會(huì)收集數(shù)據(jù)宵荒，并且生成訂單號(hào)code作為唯一業(yè)務(wù)字段。
2. 使用redis的set命令净嘀，將該訂單code設(shè)置到redis中报咳，同時(shí)設(shè)置超時(shí)時(shí)間。
3. 判斷是否設(shè)置成功挖藏，如果設(shè)置成功暑刃，說明是第一次請(qǐng)求，則進(jìn)行數(shù)據(jù)操作熬苍。
4. 如果設(shè)置失敗稍走，說明是重復(fù)請(qǐng)求袁翁，則直接返回成功柴底。

需要特別注意的是：分布式鎖一定要設(shè)置一個(gè)合理的過期時(shí)間，如果設(shè)置過短粱胜，無法有效的防止重復(fù)請(qǐng)求柄驻。如果設(shè)置過長，可能會(huì)浪費(fèi)redis的存儲(chǔ)空間焙压，需要根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)情況而定鸿脓。

最近無意間獲得一份BAT大廠大佬寫的刷題筆記，一下子打通了我的任督二脈涯曲，越來越覺得算法沒有想象中那么難了野哭。

8. 獲取token

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

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

具體流程圖如下：

第一步贺待，先獲取token。

第二步零截，做具體業(yè)務(wù)操作麸塞。

具體步驟：

1. 用戶訪問頁面時(shí)，瀏覽器自動(dòng)發(fā)起獲取token請(qǐng)求涧衙。
2. 服務(wù)端生成token哪工，保存到redis中，然后返回給瀏覽器绍撞。
3. 用戶通過瀏覽器發(fā)起請(qǐng)求時(shí)正勒，攜帶該token。
4. 在redis中查詢?cè)搕oken是否存在傻铣，如果不存在章贞，說明是第一次請(qǐng)求，做則后續(xù)的數(shù)據(jù)操作非洲。
5. 如果存在鸭限，說明是重復(fù)請(qǐng)求，則直接返回成功两踏。
6. 在redis中token會(huì)在過期時(shí)間之后败京，被自動(dòng)刪除。

以上方案是針對(duì)冪等設(shè)計(jì)的梦染。

如果是防重設(shè)計(jì)赡麦，流程圖要改改：

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轉(zhuǎn)自：https://www.zhihu.com/question/27744795?sort=created