如何保證接口的冪等性。。。。。


在微服務架構下,我們在完成一個訂單流程時經常遇到下面的場景:

  1. 一個訂單創建接口,第一次調用超時了,然后調用方重試了一次
  2. 在訂單創建時,我們需要去扣減庫存,這時接口發生了超時,調用方重試了一次
  3. 當這筆訂單開始支付,在支付請求發出之后,在服務端發生了扣錢操作,接口響應超時了,調用方重試了一次
  4. 一個訂單狀態更新接口,調用方連續發送了兩個消息,一個是已創建,一個是已付款。但是你先接收到已付款,然后又接收到了已創建
  5. 在支付完成訂單之后,需要發送一條短信,當一台機器接收到短信發送的消息之后,處理較慢。消息中間件又把消息投遞給另外一台機器處理

以上問題,就是在單體架構轉成微服務架構之后,帶來的問題。當然不是說單體架構下沒有這些問題,在單體架構下同樣要避免重復請求。但是出現的問題要比這少得多。

為了解決以上問題,就需要保證接口的冪等性,接口的冪等性實際上就是接口可重復調用,在調用方多次調用的情況下,接口最終得到的結果是一致的。有些接口可以天然的實現冪等性,比如查詢接口,對於查詢來說,你查詢一次和兩次,對於系統來說,沒有任何影響,查出的結果也是一樣。

除了查詢功能具有天然的冪等性之外,增加、更新、刪除都要保證冪等性。那么如何來保證冪等性呢?

全局唯一ID

如果使用全局唯一ID,就是根據業務的操作和內容生成一個全局ID,在執行操作前先根據這個全局唯一ID是否存在,來判斷這個操作是否已經執行。如果不存在則把全局ID,存儲到存儲系統中,比如數據庫、redis等。如果存在則表示該方法已經執行。

從工程的角度來說,使用全局ID做冪等可以作為一個業務的基礎的微服務存在,在很多的微服務中都會用到這樣的服務,在每個微服務中都完成這樣的功能,會存在工作量重復。另外打造一個高可靠的冪等服務還需要考慮很多問題,比如一台機器雖然把全局ID先寫入了存儲,但是在寫入之后掛了,這就需要引入全局ID的超時機制。

使用全局唯一ID是一個通用方案,可以支持插入、更新、刪除業務操作。但是這個方案看起來很美但是實現起來比較麻煩,下面的方案適用於特定的場景,但是實現起來比較簡單。

去重表

這種方法適用於在業務中有唯一標的插入場景中,比如在以上的支付場景中,如果一個訂單只會支付一次,所以訂單ID可以作為唯一標識。這時,我們就可以建一張去重表,並且把唯一標識作為唯一索引,在我們實現時,把創建支付單據和寫入去去重表,放在一個事務中,如果重復創建,數據庫會拋出唯一約束異常,操作就會回滾。

插入或更新

這種方法插入並且有唯一索引的情況,比如我們要關聯商品品類,其中商品的ID和品類的ID可以構成唯一索引,並且在數據表中也增加了唯一索引。這時就可以使用InsertOrUpdate操作。在mysql數據庫中如下:

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insert into goods_category (goods_id,category_id,create_time,update_time)
values(#{goodsId},#{categoryId},now(),now())
on DUPLICATE KEY UPDATE
update_time= now()

多版本控制

這種方法適合在更新的場景中,比如我們要更新商品的名字,這時我們就可以在更新的接口中增加一個版本號,來做冪等

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boolean updateGoodsName(int id,String newName,int version);

在實現時可以如下

 

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update goods set name=#{newName},version=#{version} where id=#{id} andversion<${version}


1. 通過版本號實現 
update table_xxx set name=#name#,version=version+1 where version=#version# 
如下圖(來自網上): 

 

2. 通過條件限制 
update table_xxx set avai_amount=avai_amount-#subAmount# where avai_amount-#subAmount# >= 0 
要求:quality-#subQuality# >= ,這個情景適合不用版本號,只更新是做數據安全校驗,適合庫存模型,扣份額和回滾份額,性能更高 

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

狀態機控制

這種方法適合在有狀態機流轉的情況下,比如就會訂單的創建和付款,訂單的付款肯定是在之前,這時我們可以通過在設計狀態字段時,使用int類型,並且通過值類型的大小來做冪等,比如訂單的創建為0,付款成功為100。付款失敗為99

在做狀態機更新時,我們就這可以這樣控制

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update `order` set status=#{status} where id=#{id} and status<#{status}

以上就是保證接口冪等性的一些方法。

10. 對外提供接口的api如何保證冪等 
如銀聯提供的付款接口:需要接入商戶提交付款請求時附帶:source來源,seq序列號 
source+seq在數據庫里面做唯一索引,防止多次付款,(並發時,只能處理一個請求) 

重點: 
對外提供接口為了支持冪等調用,接口有兩個字段必須傳,一個是來源source,一個是來源方序列號seq,這個兩個字段在提供方系統里面做聯合唯一索引,這樣當第三方調用時,先在本方系統里面查詢一下,是否已經處理過,返回相應處理結果;沒有處理過,進行相應處理,返回結果。注意,為了冪等友好,一定要先查詢一下,是否處理過該筆業務,不查詢直接插入業務系統,會報錯,但實際已經處理了。
 


總結: 
冪等性應該是合格程序員的一個基因,在設計系統時,是首要考慮的問題,尤其是在像支付寶,銀行,互聯網金融公司等涉及的都是錢的系統,既要高效,數據也要准確,所以不能出現多扣款,多打款等問題,這樣會很難處理,用戶體驗也不好 


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