一、背景
1. 前端重复提交选中的数据,应该后台只产生对应这个数据的一个反应结果。
2. 我们发起一笔付款请求,应该只扣用户账户一次钱,当遇到网络重发或系统bug重发,也应该只扣一次钱;
3. 发送消息,也应该只发一次,同样的短信发给用户,用户会哭的;
4. 创建业务订单,一次业务请求只能创建一个,创建多个就会出大问题。
二、什么事幂等
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
三、实现幂等有哪些思路
1. 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
2. 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)
3.唯一索引,防止新增脏数据
比如:支付宝的资金账户,支付宝也有用户账户,每个用户只能有一个资金账户,怎么防止给用户创建资金账户多个,那么给资金账户表中的用户ID加唯一索引,所以一个用户新增成功一个资金账户记录
要点:
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)
4. token机制,防止页面重复提交
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
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
处理流程:
1. 数据提交前要向服务的申请token,token放到redis或jvm内存,token有效时间(页面初始化的时候就请求服务生成token,返回token,请求的时候token作为参数带入,和服务端校验,服务端校验后和删除)
2. 提交后后台校验token,同时删除token,生成新的token返回
token特点:
要申请,一次有效性,可以限流
注意: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
5. 悲观锁
获取数据的时候加锁获取
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
6. 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:
1). 通过版本号实现(增加版本号的查询条件,查得到才操作数据)
update table_xxx set name=#name#,version=version+1 where version=#version#
2). 通过条件限制
update table_xxx set avai_amount=avai_amount-#subAmount# where 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改成下面的两个更好
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
7. 分布式锁
还是拿插入数据的例子,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)
8. 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,在进行业务处理,就可以了
注意:核心高并发流程不要用这种方法
9. 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。
注意:订单等单据类业务,存在很长的状态流转,一定要深刻理解状态机,对业务系统设计能力提高有很大帮助
10. 对外提供接口的api如何保证幂等
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
)---对外的幂等性也是组合几个字段结果存在数据库中做为唯一索引(不用hashcode,不一定正向逆向相等)
对比消息总线的幂等处理
https://yuhuiblog695685688425687986842568269.iteye.com/admin/blogs/2432760
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