分布式系统的接口幂等性设计

梦里梦外; 2022-03-21 11:28 160阅读 0赞

在微服务架构下，我们在完成一个订单流程时经常遇到下面的场景：

> 1.  一个订单创建接口，第一次调用超时了，然后调用方重试了一次
> 2.  在订单创建时，我们需要去扣减库存，这时接口发生了超时，调用方重试了一次
> 3.  当这笔订单开始支付，在支付请求发出之后，在服务端发生了扣钱操作，接口响应超时了，调用方重试了一次
> 4.  一个订单状态更新接口，调用方连续发送了两个消息，一个是已创建，一个是已付款。但是你先接收到已付款，然后又接收到了已创建
> 5.  在支付完成订单之后，需要发送一条短信，当一台机器接收到短信发送的消息之后，处理较慢。消息中间件又把消息投递给另外一台机器处理

以上问题，就是在单体架构转成微服务架构之后，带来的问题。当然不是说单体架构下没有这些问题，在单体架构下同样要避免重复请求。但是出现的问题要比这少得多。

为了解决以上问题，就需要保证接口的幂等性，接口的幂等性实际上就是接口可重复调用，在调用方多次调用的情况下，接口最终得到的结果是一致的。有些接口可以天然的实现幂等性，比如查询接口，对于查询来说，你查询一次和两次，对于系统来说，没有任何影响，查出的结果也是一样。

除了查询功能具有天然的幂等性之外，增加、更新、删除都要保证幂等性。那么如何来保证幂等性呢？

### 全局唯一ID ###

如果使用全局唯一ID，就是根据业务的操作和内容生成一个全局ID，在执行操作前先根据这个全局唯一ID是否存在，来判断这个操作是否已经执行。如果不存在则把全局ID，存储到存储系统中，比如数据库、redis等。如果存在则表示该方法已经执行。

从工程的角度来说，使用全局ID做幂等可以作为一个业务的基础的微服务存在，在很多的微服务中都会用到这样的服务，在每个微服务中都完成这样的功能，会存在工作量重复。另外打造一个高可靠的幂等服务还需要考虑很多问题，比如一台机器虽然把全局ID先写入了存储，但是在写入之后挂了，这就需要引入全局ID的超时机制。

使用全局唯一ID是一个通用方案，可以支持插入、更新、删除业务操作。但是这个方案看起来很美但是实现起来比较麻烦，下面的方案适用于特定的场景，但是实现起来比较简单。

### 去重表 ###

这种方法适用于在业务中有唯一标的插入场景中，比如在以上的支付场景中，如果一个订单只会支付一次，所以订单ID可以作为唯一标识。这时，我们就可以建一张去重表，并且把唯一标识作为唯一索引，在我们实现时，把创建支付单据和写入去去重表，放在一个事务中，如果重复创建，数据库会抛出唯一约束异常，操作就会回滚。

### 插入或更新 ###

这种方法插入并且有唯一索引的情况，比如我们要关联商品品类，其中商品的ID和品类的ID可以构成唯一索引，并且在数据表中也增加了唯一索引。这时就可以使用InsertOrUpdate操作。在mysql数据库中如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>1</p> <p>2</p> <p>3</p> <p>4</p> </td> 
   <td> <p>insert&nbsp;into goods_category (goods_id,category_id,create_time,update_time)</p> <p>values(#{goodsId},#{categoryId},now(),now())</p> <p>on&nbsp;DUPLICATE&nbsp;KEY&nbsp;UPDATE</p> <p>update_time=now()</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 多版本控制 ###

这种方法适合在更新的场景中，比如我们要更新商品的名字，这时我们就可以在更新的接口中增加一个版本号，来做幂等

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>1</p> </td> 
   <td> <p>boolean&nbsp;updateGoodsName(int id,String newName,int version);</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

在实现时可以如下

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>1</p> </td> 
   <td> <p>update goods&nbsp;set&nbsp;name=#{newName},version=#{version}&nbsp;where&nbsp;id=#{id}&nbsp;and&nbsp;version&lt;${version}</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 状态机控制 ###

这种方法适合在有状态机流转的情况下，比如就会订单的创建和付款，订单的付款肯定是在之前，这时我们可以通过在设计状态字段时，使用int类型，并且通过值类型的大小来做幂等，比如订单的创建为0，付款成功为100。付款失败为99

在做状态机更新时，我们就这可以这样控制

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>1</p> </td> 
   <td> <p>update&nbsp;`order`&nbsp;set&nbsp;status=#{status}&nbsp;where&nbsp;id=#{id}&nbsp;and&nbsp;status&lt;#{status}</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

以上就是保证接口幂等性的一些方法。

转自：[https://www.cnblogs.com/jack87224088/p/8688948.html][https_www.cnblogs.com_jack87224088_p_8688948.html]

[https_www.cnblogs.com_jack87224088_p_8688948.html]: https://www.cnblogs.com/jack87224088/p/8688948.html