还不知道怎么实现分布式服务接口的幂等性?

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1 问题背景

可能你最先想到的就是使用数据库的事务保证。比如创建订单时，要同时往订单表和订单商品表中插入数据，那这些插入数据的INSERT必须在一个数据库事务中执行，数据库的事务可以确保：执行这些INSERT语句，共赴生死!

假如你有个服务部署在5台机器上，有个付款接口。然后用户在前端操作时，一份订单不小心发起了两次支付请求，然后这俩请求分散在了这个服务部署的不同的机器上，结果一个订单扣款扣两次，gg！

订单系统调用支付系统进行支付，结果不小心网络超时，然后订单系统走了前面我们看到的那个重试机制，给你重试了一把，好，支付系统收到一个支付请求两次，而且因为负载均衡算法落在了不同的机器了！ 但这还是有很多大坑存在。一个分布式系统中的某个接口，要保证幂等性，如何保证？

2 如何避免重复下单？

评论里有同学说，前端页面直接防止用户重复提交表单。没啥毛病，但网络错误会导致重传，很多RPC框架、网关都有自动重试机制，所以重复请求无法避免。 所以问题归结于如何保证服务接口的幂等性。

2.1 怎么判断请求是否重复

1. 插入订单数据前，先查一下订单表里面有没有重复订单? 这可不好啊，因为你很难用SQL的条件来定义“重复的订单”
2. 订单用户一样、商品一样、价格一样，就是重复订单? 万一这搞笑用户就是连续下了俩一模一样订单呢

2.2 最佳实践

保证幂等性主要有如下几点

每个请求须有唯一标识

比如订单支付请求，得包含订单id，一个订单id最多支付一次

每次处理完请求后，须有记录标识该请求已被处理

比如说常见的方案是在MySQL中记录一个状态字段。比如支付之前记录一条这个订单的支付流水

每次接收请求判断之前是否处理过

若有一个订单已支付，就已经有了一条支付流水，那么如果重复发送这个请求，则此时先插入支付流水，orderId已存在，唯一键约束生效，报错插入不进去。就不会再重复扣款。

在往db插条记录时，一般不提供主键，而由数据库在插入时自动生成一个主键。这样重复的请求就会导致插入重复数据。

MySQL的主键自带唯一性约束，若在一条INSERT语句提供主键，且该主键值在表中已存在，则该条INSERT会执行失败。因此可利用db的“主键唯一约束”，在插数据时带上主键，以此实现创建订单接口的幂等性。

给订单服务添加一个“orderId生成”的接口，无参，返回值就是一个全局唯一订单号。在用户进入创建订单页面时，前端页面先调用该orderId生成接口得到一个订单号，在用户提交订单的时候，在创建订单的请求中携带该订单号。

该订单号其实就是订单表的主键，如此一来，重复请求中带的都是同一订单号。订单服务在订单表中插入数据的时候，执行的这些重复INSERT语句中的主键，也都是同一个订单号。而数据库的唯一约束可保证，只有一次INSERT执行成功。

实际要结合业务，比如使用Redis，用orderId作为唯一键。只有成功插入这个支付流水，才可执行扣款。

要求是支付一个订单,必须插入一条支付流水,order_id建立一个唯一键unique key 你在支付一个订单前,先插入一条支付流水,order_id就已经传过去了 你就可以写一个标识到Redis中,set order_id payed,当重复请求过来时,先查Redis的order_id对应的value,若为payed说明已支付,就别重复支付了!

然后再重复支付订单时，写尝试插入一条支付流水，db会报错unique key冲突，整个事务回滚即可。 保存一个是否处理过的标识也可以，服务的不同实例可以一起操作Redis。

• 幂等创建订单的时序图

如果因为重复订单导致插入订单表失败，订单服务不要把这个错误返回给前端页面. 否则，就可能出现用户点击创建订单按钮后，页面提示创建订单失败，而实际上订单却创建成功了. 正确的做法是，遇到这种情况，订单服务直接返回订单创建成功即可.

3 怎么解决ABA问题？

3.1 什么是 ABA?

比如订单支付后，卖家要发货，发货完成后要填个快递单号。假设说，卖家填了个666，刚填完，发现填错了，赶紧再修改成888。对订单服务来说，这就是2个更新订单的请求。系统异常时666请求到了，单号更成666，接着888请求到了，单号又更新成888，但是666更新成功的响应丢了，调用方没收到成功响应，自动重试，再次发起666请求，单号又被更新成666了，这数据显然就错了.

• 时序图

3.2 解决方案

通用的解决方案

订单主表增加一列version。每次查询订单的时候，版本号要随着订单数据返回给页面。 页面在更新数据的请求中，把这个版本号作为更新请求的参数，带回给订单更新接口。

订单服务在更新数据的时候，需要比较订单的版本号是否和消息中的一致:

• 不一致 拒绝更新数据
• 一致 还需要再更新数据的同时，把版本号+1。“比较版本号、更新数据和版本号+1”，这个过程必须在同一个事务里面执行。

UPDATE orders set tracking_number = 666, version = version + 1
	WHERE version = 8;

在这条SQL的WHERE条件中，version的值需要页面在更新的时候通过请求传进来。

通过这个版本号，就可以保证，从我打开这条订单记录开始，一直到我更新这条订单记录成功，这个期间没有其他人修改过这条订单数据。因为，如果有其他人修改过，数据库中的版本号就会改变，那我的更新操作就不会执行成功。我只能重新查询新版本的订单数据，然后再尝试更新。

有了这个版本号，前文的ABA即有两个 case

• 把运单号更新为666的操作成功了，更新为888的请求带着旧版本号，那就会更新失败，页面提示用户更新888失败
• 第二种情况，666更新成功后，888带着新的版本号，888更新成功。这时候即使重试的666请求再来，因为它和上一条666请求带着相同的版本号，上一条请求更新成功后，这个版本号已经变了，所以重试请求的更新必然失败

无论哪种情况，数据库中的数据与页面上给用户的反馈都是一致的。这样就可以实现幂等更新并且避免了ABA问题

• 下图展示case1

4 总结

• 对于创建订单服务来说，可以通过预先生成订单号，然后利用数据库中订单号的唯一约束这个特性，避免重复写入订单，实现创建订单服务的幂等性
• 对于更新订单服务，可以通过一个版本号机制，每次更新数据前校验版本号，更新数据同时自增版本号，这样的方式，来解决ABA问题，确保更新订单服务的幂等性。

两种幂等的实现方法，就可以保证，无论请求是不是重复，订单表中的数据都是正确的。

实现订单幂等的方法，完全可以套用在其他需要实现幂等的服务中，只需要这个服务操作的数据保存在数据库中，并且有一张带有主键的数据表即可

参考

• 后端存储实战