幂等

默哥收录于高并发

2020-03-01 约 100 字预计阅读 1 分钟

幂等就是：一个操作不论执行多少次，产生的效果和返回的结果都是一样的。

业务场景

查询操作

查询一次和查询多次，在数据不变的情况下，查询结果是一样的。select是天然的幂等操作。

删除操作

删除操作也是幂等的，删除一次和多次删除都是把数据删除。(注意可能返回结果不一样，删除的数据不存在，返回0，删除的数据多条，返回结果多个)

新增操作

唯一索引或唯一组合索引来防止新增数据存在脏数据（当表存在唯一索引，并发时新增报错时，再查询一次就可以了，数据应该已经存在了，返回结果即可）

防止页面重复提交（token机制）

业务要求：页面的数据只能被点击提交一次
发生原因：由于重复点击或者网络重发，或者nginx重发等情况会导致数据被重复提交
处理流程：
1. 用户访问页面时，浏览器自动发起获取token请求。
2. 服务端生成token，保存到redis中，然后返回给浏览器。
3. 用户通过浏览器发起请求时，携带该token。
4. 在redis中查询该token是否存在，如果不存在，说明是第一次请求，做则后续的数据操作。
5. 如果存在，说明是重复请求，则直接返回成功。
6. 在redis中token会在过期时间之后，被自动删除。
解决办法：
- 集群环境：采用token加redis（redis单线程的，处理需要排队）
- 单JVM环境：采用token加redis或token加jvm内存
token特点：要申请，一次有效性，可以限流。
redis要用删除操作来判断token，删除成功代表token校验通过，如果用select+delete来校验token，存在并发问题，不建议使用。

对外提供接口的api保证幂等

如银联提供的付款接口：需要接入商户提交付款请求时附带：source来源，seq序列号，source+seq在数据库里面做唯一索引，防止多次付款，(并发时，只能处理一个请求)。

对外提供接口为了支持幂等调用，接口有两个字段必须传，一个是来源source，一个是来源方序列号seq，这个两个字段在服务提供方系统里面做联合唯一索引，这样当第三方调用时，先在本方系统里面查询一下，是否已经处理过，返回相应处理结果；没有处理过，进行相应处理，返回结果。注意，为了幂等友好，一定要先查询一下，是否处理过该笔业务，不查询直接插入业务系统，会报错，但实际已经处理了。

解决方案

悲观锁

获取数据的时候加锁获取

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select * from table_xxx where id='xxx' for update;

注意：id字段一定是主键或者唯一索引，不然是锁表，会死人的，悲观锁使用时一般伴随事务一起使用，数据锁定时间可能会很长，根据实际情况选用。

乐观锁

乐观锁只是在更新数据那一刻锁表，其他时间不锁表，所以相对于悲观锁，效率更高。

乐观锁的实现方式多种多样可以通过version或者其他状态条件：

通过版本号实现

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update table_xxx set name=#name#,version=version+1 where version=#version#;
-- 优化后的
update table_xxx set name=#name#,version=version+1 where id=#id# and version=#version#;

通过条件限制

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update table_xxx set avai_amount=avai_amount-#subAmount# where avai_amount-#subAmount# >= 0;
-- 优化后的
update table_xxx set avai_amount=avai_amount-#subAmount# where id=#id# and avai_amount-#subAmount# >= 0

要求：quality-#subQuality# >= ，这个情景适合不用版本号，只更新是做数据安全校验，适合库存模型，扣份额和回滚份额，性能更高

注意：乐观锁的更新操作，最好用主键或者唯一索引来更新,这样是行锁，否则更新时会锁表，上面两个sql改成下面优化后的

分布式锁

其实前面介绍过的加唯一索引或者加防重表，本质是使用了数据库的分布式锁，也属于分布式锁的一种。但由于数据库分布式锁的性能不太好，我们可以改用：redis或zookeeper。

拿插入数据的例子，如果是分布是系统，构建全局唯一索引比较困难，例如唯一性的字段没法确定，这时候可以引入分布式锁，通过第三方的系统(redis或zookeeper)，在业务系统插入数据或者更新数据，获取分布式锁，然后做操作，之后释放锁，这样其实是把多线程并发的锁的思路，引入多多个系统，也就是分布式系统中得解决思路。

要点：某个长流程处理过程要求不能并发执行，可以在流程执行之前根据某个标志(用户ID+后缀等)获取分布式锁，其他流程执行时获取锁就会失败，也就是同一时间该流程只能有一个能执行成功，执行完成后，释放分布式锁(分布式锁要第三方系统提供)

select + insert

并发不高的后台系统，或者一些任务JOB，为了支持幂等，支持重复执行，简单的处理方法是，先查询下一些关键数据，判断是否已经执行过，没有查询到再进行业务处理，核心高并发流程不要用这种方法。

状态机幂等

在设计单据相关的业务，或者是任务相关的业务，肯定会涉及到状态机(状态变更图)，就是业务单据上面有个状态，状态在不同的情况下会发生变更，一般情况下存在有限状态机，这时候，如果状态机已经处于下一个状态，这时候来了一个上一个状态的变更，理论上是不能够变更的，这样的话，保证了有限状态机的幂等。

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