什么是幂等性？四种接口幂等性方案详解

幂等性在我们的工作中无处不在，无论是支付场景还是下订单等核心场景都会涉及，也是分布式系统最常遇见的问题，除此之外，也是大厂面试的重灾区。

知道了幂等性的重要性，下面我就详细介绍幂等性以及具体的解决方案，希望对大家有所帮助

什么是幂等性

幂等是一个数学和计算机学概念，在数学中某一元运算为幂等时，其作用在任一元素两次后会和其作用一次的结果相同。

所谓接口幂等性，就是一次请求和多次请求某一个资源对于资源本身应该具有同样的结果

 为什么需要幂等性

业务开发中，经常会遇到重复提交的情况，无论是由于网络问题无法收到请求结果而重新发起请求，或是前端的操作抖动而造成重复提交的情况。

在交易系统，支付系统这种重复提交造成的问题尤其明显，比如：用户在APP上连续点击了多次提交订单，后台应该只产生一个订单

再比如：向支付宝发起支付请求，由于网络问题或系统BUG重试，支付宝应该只扣一次钱，而不是多次重试就多次扣钱

再比如：现在是微服务时代了，服务接口在外部调用者会存在多次调用的情况（考虑网络中断重试等），为了防止外部多次调用对系统数据状态的发生多次改变，将服务接口设计成幂等，就是为了防止多次重试造成系统不一致的问题

通过以上典型的支付场景就知道了幂等性的重要性，那么问题来了，如何实现幂等性，有哪些解决方案？接下来我们聊聊

幂等性的解决方案 

1. 数据库唯一主键 / 数据库唯一索引

数据库唯一主键的实现主要是利用数据库中主键唯一约束的特性，一般来说唯一主键比较适用于“插入”时的幂等性，其能保证一张表中只能存在一条带该唯一主键的记录。

数据库唯一索引可以避免脏数据的产生，当插入重复数据时数据库会抛出异常，依次保证数据的唯一性

唯一索引的创建示例如下

 使用数据库唯一主键完成幂等性时需要注意的是，该主键一般来说并不是使用数据库的自增主键，而是使用分布式全局ID来做主键，这样才能保证在分布式环境下ID的全局唯一性。

总结：适用以下操作

    插入操作

    删除操作

2. 数据库乐观锁

数据库乐观锁方案一般只能适用于执行“更新操作”的过程，我们可以提前在对应的数据表中多添加一个字段，作为当前数据的的版本标识。

这样每次对这条数据执行更新时，都会将该版本标识作为一个条件，值需要为上次待更新数据中的版本标识的值。

select version from tablename where xxx

更新数据时首先和版本号做对比，如果不相等说明已经有其他的请求去更新数据了，提示更新失败

update tablename set count=count+1, version=version+1 where version=#{version}

总结：适用以下操作

    更新操作

3. PRG模式

Post/Redirect/Get是一种web开发设计模式，用于防止表单的重复提交

默认情况，提交Post请求到服务器后，如果直接刷新浏览器，会重新再提交一次Post请求

 

 在访问电商网站时，提交订单采用的是Post请求，如果直接刷新浏览器就容易导致重复订单的提交，这个不是用户希望发生的行为。

PRG方法就是防止这种情况的发生，下面例图描述了用PRG方法来避免Post请求的重复提交。当服务器处理完Post请求后，会发响应给用户浏览器，指示用户浏览器用Get方式立刻访问另一条URL。用户浏览器拿到Get请求的数据，整个流程才算结束。

 

 由于已经是新的页面了，此时用户再刷新当前页面，就不会引起Post请求的重复提交

4. 防重Token令牌

针对客户端连续点击或者调用方的超时重试等情况，例如提交订单，此种情况可以用Token的机制实现防止重复提交。

简单的说就是前端在调用接口的时候先向后端请求一个全局ID（Token）,后面请求的时候带上这个全局ID（Token最好放在Headers中），后端需要对这个Token作为Key，用户信息作为Value到Redis中进行键值内容校验，如果Key存在且Value值和Token值一致就执行删除命令，然后正常执行后面的业务逻辑。

 如果不存在对应的Key或Value不匹配，就返回重复执行的错误信息，这样来保证幂等性

上面我只是列举了解决幂等性的解决方案与思路，其实还有很多类似解决方案，比如订单流程还可以结合前端拦截，以及更多的后端方案来保障唯一性。

这些还需要结合你的实际业务场景，来最终选择更适合你的解决方案。但万变不离其宗，都是为了保证一次操作，保证唯一约束，这才是幂等性的本质。