阿里面试官:接口的幂等性怎么设计?

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2021年4月15日01:43:39
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多次调用方法或者接口不会改变业务状态,可以保证重复调用的结果和单次调用的结果一致。对于给第三方调用的接口,有可能会因为网络原因而调用失败,一般在设计的时候会对接口调用加上失败重试的机制。通过token机制实现接口的幂等性,这是一种比较通用性的实现方法。这几种实现幂等的方式其实都是大同小异的,类似的还有使用状态机、悲观锁、乐观锁的方式来实现,都是比较简单的。MyBatis、Redis、MongoDB、ES、分库分表、读写分离、SpringMVC、Webflux、权限、WebSocket、Dubbo、RabbitMQ、RocketMQ、Kafka、性能测试等等内容。

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阿里面试官:接口的幂等性怎么设计?

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来源:狂聊君

一、什么是幂等?

看一下维基百科怎么说的:

阿里面试官:接口的幂等性怎么设计?

图片

幂等性: 多次调用方法或者接口不会改变业务状态,可以保证重复调用的结果和单次调用的结果一致。

二、使用幂等的场景

1、前端重复提交

用户注册,用户创建商品等操作,前端都会提交一些数据给后台服务,后台需要根据用户提交的数据在数据库中创建记录。如果用户不小心多点了几次,后端收到了好几次提交,这时就会在数据库中重复创建了多条记录。这就是接口没有幂等性带来的 bug。

2、接口超时重试

对于给第三方调用的接口,有可能会因为网络原因而调用失败,这时,一般在设计的时候会对接口调用加上失败重试的机制。如果第一次调用已经执行了一半时,发生了网络异常。这时再次调用时就会因为脏数据的存在而出现调用异常。

3、消息重复消费

在使用消息中间件来处理消息队列,且手动 ack 确认消息被正常消费时。如果消费者突然断开连接,那么已经执行了一半的消息会重新放回队列。

当消息被其他消费者重新消费时,如果没有幂等性,就会导致消息重复消费时结果异常,如数据库重复数据,数据库数据冲突,资源重复等。

三、解决方案

1、token 机制实现

通过token 机制实现接口的幂等性,这是一种比较通用性的实现方法。

示意图如下:

阿里面试官:接口的幂等性怎么设计?

图片

具体流程步骤:

  1. 客户端会先发送一个请求去获取 token,服务端会生成一个全局唯一的 ID 作为 token 保存在 redis 中,同时把这个 ID 返回给客户端

  2. 客户端第二次调用业务请求的时候必须携带这个 token

  3. 服务端会校验这个 token,如果校验成功,则执行业务,并删除 redis 中的 token

  4. 如果校验失败,说明 redis 中已经没有对应的 token,则表示重复操作,直接返回指定的结果给客户端

注意:

  1. 对 redis 中是否存在 token 以及删除的代码逻辑建议用 Lua 脚本实现,保证原子性

  2. 全局唯一 ID 可以用百度的 uid-generator、美团的 Leaf 去生成

2、基于 mysql 实现

这种实现方式是利用 mysql 唯一索引的特性。

示意图如下:

阿里面试官:接口的幂等性怎么设计?

图片

具体流程步骤:

  1. 建立一张去重表,其中某个字段需要建立唯一索引

  2. 客户端去请求服务端,服务端会将这次请求的一些信息插入这张去重表中

  3. 因为表中某个字段带有唯一索引,如果插入成功,证明表中没有这次请求的信息,则执行后续的业务逻辑

  4. 如果插入失败,则代表已经执行过当前请求,直接返回

3、基于 redis 实现

这种实现方式是基于 SETNX 命令实现的

SETNX key value:将 key 的值设为 value ,当且仅当 key 不存在。若给定的 key 已经存在,则 SETNX 不做任何动作。

该命令在设置成功时返回 1,设置失败时返回 0。

示意图如下:

阿里面试官:接口的幂等性怎么设计?

图片

具体流程步骤:

  1. 客户端先请求服务端,会拿到一个能代表这次请求业务的唯一字段

  2. 将该字段以 SETNX 的方式存入 redis 中,并根据业务设置相应的超时时间

  3. 如果设置成功,证明这是第一次请求,则执行后续的业务逻辑

  4. 如果设置失败,则代表已经执行过当前请求,直接返回

总结

这几种实现幂等的方式其实都是大同小异的,类似的还有使用状态机、悲观锁、乐观锁的方式来实现,都是比较简单的。

总之,当你去设计一个接口的时候,幂等都是首要考虑的问题,特别是当你负责设计转账、支付这种涉及到 money 的接口,你要格外注意喽!

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阿里面试官:接口的幂等性怎么设计?

已在知识星球更新源码解析如下:

阿里面试官:接口的幂等性怎么设计?

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