接口的幂等性的多重考虑,你会了吗?

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前言

    今天的主题:接口幂等性的解决方案。本来是想把对象的存储过程和内存布局肝出来的,但是临时产生了变化,哈哈,这部分内容我们留在下一期吧,有句话说的好,好事多磨,对吧。</br>

    在实际项目开发中接口是我们在开发中经常接触到的,而且是经常经常要写,每一个项目可能都会伴随着大量的接口开发,在moon来涂鸦的这几个月,基本上就是在与接口作斗争了,新需求除了业务相关就是设计表和接口编写了。</br>

    当然,在接口设计中我们要考虑很多问题,安全性,格式,设计等等,今天我们先来聊聊,在高并发环境下,接口幂等性的解决方案有哪些。

正文

1 接口幂等性

     就是说在多次相同的操作下保证最终的结果是一致的。

    其实这个概念还是比较简单的,很容易理解,那我们思考一个问题,如果不保证接口幂等性会有什么问题

1.1 案例

    我们简单的举个例子,现在有一个接口,提供了转账的功能,a要给b转账1000元,正常情况下我们接口一次性就调用成功了,但是却因为网络抖动等其它原因没有成功,于是就开始不停的重试,突然网络好了,但是这时却连续发出去了三个请求,但是这个接口没有保证幂等性,于是从结果上来看就是a给b转了3000元,这显然是程序业务逻辑上不能接受的(其实moon可以当b的)。

2 解决方案

2.1 token机制

    token机制其实是比较简单的,我们先来简单的说一下流程。</br>

  • 首先客户端先请求服务端,服务端生成token,每次请求生成的都是一个新的token(这个token一定要设置超时时间),将token存入redis当中,然后将token返回给客户端。
  • 客户端携带刚刚返回的token请求服务端做业务请求
  • 服务端收到请求,做判断。
    • 如果token在redis中,则直接删除该token,然后继续做业务请求。
    • 如果token不在redis中,代表已经执行过当前业务了,则不执行业务。

    图示如下:

image.png

    token机制实现方式还是比较简单的,但是其实对于我们某些响应速度要求很高的业务不太友好,缺点就是需要多一次请求获取token的过程

    正常来说是每次请都会生成一个新的token,如果有极限情况下,有两个请求都带着相同的token进来,会存在都走入判断是否存在的过程,可能都会同时查到存在,这样也会有问题,针对这种情况,我们可以在删除前判断下是否存在,存在就删除,为了保证原子性,这部分逻辑建议使用lua脚本完成

2.2 去重表

    去重表的机制是根据mysql唯一索引的特性来的,我们先来说下它的流程:

  • 首先客户端先请求服务端,服务端先将这次的请求信息存入一张mysql的去重表中,这张表要根据这次请求的其中某个特殊字段建立唯一索引,或者主键索引
  • 判断是否插入成功
    • 如果插入成功,则继续做后续业务请求。
    • 如果插入失败,则代表已经执行过当前请求。

    图示如下:

image.png

    去重表机制的问题有两点:

  • 1.mysql容错性,也就是mysql本身如果不是高可用的那么业务可能会受到影响:
  • 2.既然是唯一索引,自然在写表的时候就没有办法用到changbuffer,每次都要从磁盘查出来判断再写入,对于一个高并发的接口来说,这些都是需要考虑的因素。

2.3 redis 的 SETNX键值

    过程如下:

  • 首先客户端先请求服务端,服务端将能代表这次请求业务的唯一字段以 SETNX 的方式存入redis,并设置超时时间,超时时间可以根据业务权衡。
  • 判断是否插入成功
    • 如果插入成功,则继续做后续业务请求。
    • 如果插入失败,则代表已经执行过当前请求。

    这里我们是利用了redis setnx 的特性来完成的。</br>

    setnx:只在键key不存在的情况下,将键key的值设置为value。若键key已经存在,则SETNX命令不做任何动作。命令在设置成功时返回1,设置失败时返回0

    图示如下:

image.png

    这种方案可以说是针对上一个方案改进的,效率也会提高很多。

2.4 状态机幂

    这种机制适用于有不同状态的业务,moon的上一家公司就是这样做的。

    我们的订单系统,一条订单会有多个状态,如:待付款,锁定,已付款等状态,而这些状态都是有流程和逻辑的,我们可以根据这个状态判断是否执行后续业务操作。

2.5 乐观锁(更新操作)

    就是数据库中增加版本号字段,每次更新根据版本号来判断

    过程如下:

  • 首先客户端先请求服务端,先查询出当前的version版本。
    • select version from .. where ..
  • 根据version版本来做sql操作
    • UPDATE .. SET ... version=(version+1) WHERE .. AND version=version;

    这个图示我就不再画了,还是比较简单的

2.6 悲观锁(更新操作)

    假设每一次拿数据,都有认为会被修改,所以给数据库的行上锁,也是基于数据库特性来完成。

     当数据库执行select for update时会获取被select中的数据行的行锁,因此其他并发执行的select for update如果试图选中同一行则会发生排斥(需要等待行锁被释放),因此达到锁的效果。

START TRANSACTION; # 开启事务
SELETE * FROM TABLE WHERE .. FOR UPDATE;
UPDATE TABLE SET ... WHERE ..;
COMMIT; # 提交事务

结语

    关于接口幂等性这部分内容,解决方案其实大同小异,很多方式的原理都是一样的,更多的其实都是在业务链路中去过滤,也会有很多是有消息中间件去解决的,默认在中间件这一层就直接过滤掉了,当然每种方式都有各自的优点和缺点,需要结合当前的业务去选择,今天的文章内容,你get到了吗?

    我是moon,下一篇,真的要讲jvm了~ 下次见~

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