面試官:如何保證介面冪等性?一口氣說了9種方法!

来源:https://www.cnblogs.com/tyson03/archive/2023/03/26/17258877.html
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大家好,我是大彬~

今天來聊聊介面冪等性。

什麼是介面冪等性?如何保證介面冪等性?

什麼是介面冪等性?

首先看看冪等性的概念:

冪等性原本是數學上的概念,用在介面上就可以理解為:同一個介面,多次發出同一個請求,必須保證操作只執行一次。調用介面發生異常並且重覆嘗試時,總是會造成系統所無法承受的損失,所以必須阻止這種現象的發生。

比如下麵這些情況,如果沒有實現介面冪等性會有很嚴重的後果:支付介面,重覆支付會導致多次扣錢 ;訂單介面,同一個訂單可能會多次創建。

為什麼會產生介面冪等性問題?

那麼,什麼情況下,會產生介面冪等性的問題呢?

  • 網路波動, 可能會引起重覆請求
  • 用戶重覆操作,用戶在操作時候可能會無意觸發多次下單交易,甚至沒有響應而有意觸發多次交易應用
  • 使用了失效或超時重試機制(Nginx重試、RPC重試或業務層重試等)
  • 頁面重覆刷新
  • 使用瀏覽器後退按鈕重覆之前的操作,導致重覆提交表單
  • 使用瀏覽器歷史記錄重覆提交表單
  • 瀏覽器重覆的HTTP請求
  • 定時任務重覆執行
  • 用戶雙擊提交按鈕

面試網站

如何保證介面冪等性?

那麼最關鍵的來了,如何保證介面冪等性?

解決辦法分為兩個方向,一個方向是客戶端防止重覆調用,一個是服務端進行校驗。當然,客戶端防止重覆提交並不是絕對可靠的,優點是實現起來比較簡單。

按鈕只可操作一次

一般是提交後把按鈕置灰或loding狀態,消除用戶因為重覆點擊而產生的重覆記錄,比如添加操作,由於點擊兩次而產生兩條記錄。

token機制

功能上允許重覆提交,但要保證重覆提交不產生副作用,比如點擊n次只產生一條記錄,具體實現就是進入頁面時申請一個token,然後後面所有的請求都帶上這個token,後端根據token來避免重覆請求。

使用唯一索引防止新增臟數據

利用資料庫唯一索引機制,當數據重覆時,插入資料庫會拋出異常,保證不會出現臟數據。

樂觀鎖

如果更新已有數據,可以進行加鎖更新,也可以設計表結構時使用樂觀鎖,通過version來做樂觀鎖,這樣既能保證執行效率,又能保證冪等, 樂觀鎖的version版本在更新業務數據要自增。

update table set version = version + 1 where id = #{id} and version = #{version}

示例: 當有重覆請求的時候,第一個請求會獲取當前商品的version版本號,得到的version為1,緊接著由於第一個請求還沒更新商品的version,第二個請求獲取的version依然也是1, 這時候第一個請求操作更新的時候帶上version並作為條件並且自增更新,這時候商品的version就會變成2,當第二個請求去操作更新的時候明顯version不一致導致更新失敗。

select + insert or update or delete

該方案就是操作之前先查詢一下,符合要求再插入,該方案在沒有併發的系統中可以解決冪等問題,在單JVM有併發的時候可以用JVM加鎖來保證冪等性,在分散式環境它是無法保證冪等性,可以使用分散式來保證。

分散式鎖

如果是分散式系統,構建全局唯一索引比較困難,例如唯一性的欄位沒法確定,這時候可以引入分散式鎖,通過第三方的系統(redis或zookeeper),在業務系統插入數據或者更新數據,獲取分散式鎖,然後做操作,之後釋放鎖。要點:某個長流程處理過程要求不能併發執行,可以在流程執行之前根據某個標誌(用戶ID+尾碼等)獲取分散式鎖,其他流程執行時獲取鎖就會失敗,也就是同一時間該流程只能有一個能執行成功,執行完成後,釋放分散式鎖(分散式鎖要第三方系統提供)。

狀態機冪等

在設計單據相關的業務,或者是任務相關的業務,肯定會涉及到狀態機(狀態變更圖),就是業務單據上面有個狀態,狀態在不同的情況下會發生變更,一般情況下存在有限狀態機,這時候,如果狀態機已經處於下一個狀態,這時候來了一個上一個狀態的變更,理論上是不能夠變更的,這樣的話,保證了有限狀態機的冪等。註意:訂單等單據類業務,存在很長的狀態流轉,一定要深刻理解狀態機,對業務系統設計能力提高有很大幫助 。

防重表

以支付為例: 使用唯一主鍵去做防重表的唯一索引,比如使用訂單號作為防重表的唯一索引,每一次請求都根據訂單號向防重表中插入一條數據,插入成功說明可以處理後面的業務,當處理完業務邏輯之後刪除防重表中的訂單號數據,後續如果有重覆請求,則會因為防重表唯一索引原因導致插入失敗,直接返回操作失敗,直到第一次請求返回結果,可以看出防重表作用就是加鎖的功能。

註: 最好結合狀態機冪等先判斷一下

緩衝隊列

將請求都快速地接收下來後放入緩衝隊列中,後續使用非同步任務處理隊列中的數據,過濾掉重覆的請求,該解決方案優點是同步處理改成非同步處理、高吞吐量,缺點則是不能及時地返回請求結果,需要後續輪詢得處理結果。


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