java冪等性的控制

轉載：http://m.blog.csdn.net/loveblog1314/article/details/72649809

什么是冪等性

抄用一段數學上的定義：f(f(x)) = f(x)。x被函數f作用一次和作用無限次的結果是一樣的。冪等性應用在軟件系統中，我把它簡單定義為：某個函數或者某個接口使用相同參數調用一次或者無限次，其造成的后果是一樣的，在實際應用中一般針對於接口進行冪等性設計。舉個栗子，在系統中，調用方A調用系統B的接口進行用戶的扣費操作時，由於網絡不穩定，A重試了N次該請求，那么不管B是否接收到多少次請求，都應該保證只會扣除該用戶一次費用。

加深對冪等性的了解

冪等性一般應用於協議設計，TCP協議支持冪等嗎?答案是肯定的，在網絡不穩定時，操作系統可以肆無忌憚的重發TCP報文片段。TCP協議能夠保證冪等的核心在於sequence number字段，一個序列號的在較長的一段時間內均不會出現重復。對於應用層的協議設計，原理和TCP是類似的，我們需要一個不重復的序列號。再簡單一點說，在一個業務流程的處理中，我們需要一個不重復的業務流水號，以保證冪等性。

舉個實際應用場景：用戶A在網頁上發起一筆游戲充值請求，瀏覽器引導用戶去銀行支付，支付成功后系統給用戶進行充值。

協議設計上，我們通過全局唯一的充值訂單號貫穿整個業務流程，使該業務支持冪等。

我們先從一個簡單的程序理解一下冪等性：

public class Main {
    private int i = 0;
    
    //這個方法不具有冪等性，每調用一次，它就會改變Main的狀態(即改變了i)
    public void idempotent() {
        i++;
    }
    
    //冪等性，無論這個方法調用多少次，它都不會改變Main類的狀態。
    public void simple() {
        System.out.println(i);
    }
}

看完這些，你似乎對冪等性有了更深的了解。那么冪等性問題會出現在哪些場景呢？

電商，第三方支付，搶紅包等場景。

這些應用場景，你似乎看到了他們的共同特征。對，那就是高並發。

冪等控制的實現

HTTP的冪等性

冪等表示：請求服務器一次或是多次，返回的結果均是一樣的【select 】一般是GET請求

非冪等表示：請求服務器不同的次數，返回的結果將是不一樣的[update   delete] 一般是POST請求

HTTP協議本身是一種面向資源的應用層協議，但對HTTP協議的使用實際上存在着兩種不同的方式：一種是restful，它把HTTP當成應用層協議，另一種是SOA，它並沒有完全把HTTP當成應用層協議，而是把HTTP協議作為了傳輸層協議，然后在HTTP之上建立了自己的應用層協議。

restful風格，想了解的可以去看看webservice編程，這里不是本文的主題。

本文所討論的HTTP冪等性主要針對RESTful風格的，不過正如上一節所看到的那樣，冪等性並不屬於特定的協議，它是分布式系統的一種特性；所以，不論是SOA還是RESTful的Web API設計都應該考慮冪等性。

 

重要方法	安全	冪等
GET	是	是
POST	否	否
PUT	否	是
DELETE	否	是

 

數據庫冪等

數據庫上的冪等和事務是一體的。

1. 查詢操作 
查詢一次和查詢多次，在數據不變的情況下，查詢結果是一樣的。select是天然的冪等操作 
 2. 刪除操作 
刪除操作也是冪等的，刪除一次和多次刪除都是把數據刪除。(注意可能返回結果不一樣，刪除的數據不存在，返回0，刪除的數據多條，返回結果多個) 
3.唯一索引，防止新增臟數據 
比如：支付寶的資金賬戶，支付寶也有用戶賬戶，每個用戶只能有一個資金賬戶，怎么防止給用戶創建資金賬戶多個，那么給資金賬戶表中的用戶ID加唯一索引，所以一個用戶新增成功一個資金賬戶記錄 

4.悲觀鎖 
獲取數據的時候加鎖獲取 
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，不然是鎖表，會死人的 
悲觀鎖使用時一般伴隨事務一起使用，數據鎖定時間可能會很長，根據實際情況選用 
5. 樂觀鎖 
樂觀鎖只是在更新數據那一刻鎖表，其他時間不鎖表，所以相對於悲觀鎖，效率更高。

 

客戶端冪等控制機制-token

業務要求： 
頁面的數據只能被點擊提交一次 
發生原因： 
由於重復點擊或者網絡重發，或者nginx重發等情況會導致數據被重復提交 
解決辦法： 
集群環境：采用token加redis（redis單線程的，處理需要排隊） 
單JVM環境：采用token加redis或token加jvm內存 
處理流程： 
1. 數據提交前要向服務的申請token，token放到redis或jvm內存，token有效時間 
2. 提交后后台校驗token，同時刪除token，生成新的token返回 
token特點： 
要申請，一次有效性，可以限流