分布式系统中的幂等性

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什么是分布式系统中的幂等性

现如今我们的系统大多拆分为分布式SOA(服务治理),或者微服务,一套系统中包含了多个子系统服务,而一个子系统服务往往会去调用另一个服务,而服务调用服务无非就是使用RPC通信或者restful,既然是通信,那么就有可能在服务器处理完毕后返回结果的时候挂掉,这个时候用户端发现很久没有反应,那么就会多次点击按钮,这样请求多次,那么处理数据的结果是否要统一呢?那是肯定的!尤其在支付场景。

抄用一段数学上的定义:f(f(x)) = f(x)。x被函数f作用一次和作用无限次的结果是一样的。幂等性应用在软件系统中,我把它简单定义为:某个函数或者某个接口使用相同参数调用一次或者无限次,其造成的后果是一样的,在实际应用中一般针对于接口进行幂等性设计。

举个栗子,在系统中,调用方A调用系统B的接口进行用户的扣费操作时,由于网络不稳定,A重试了N次该请求,那么不管B是否接收到多少次请求,都应该保证只会扣除该用户一次费用。

在以前的单应用系统中,我们只需要把数据操作放入事务中即可,发生错误立即回滚,但是再响应客户端的时候也有可能出现网络中断或者异常等等。

在增删改查4个操作中,尤为注意就是增加或者修改,
查询对于结果是不会有改变的,
删除只会进行一次,用户多次点击产生的结果一样
修改在大多场景下结果一样
增加在重复提交的场景下会出现

那么如何设计接口才能做到幂等呢?

方法一、单次支付请求,也就是直接支付了,不需要额外的数据库操作了,这个时候发起异步请求创建一个唯一的ticketId,就是门票,这张门票只能使用一次就作废,具体步骤如下:

  1. 异步请求获取门票
  2. 调用支付,传入门票
  3. 根据门票ID查询此次操作是否存在,如果存在则表示该操作已经执行过,直接返回结果;如果不存在,支付扣款,保存结果
  4. 返回结果到客户端

如果步骤4通信失败,用户再次发起请求,那么最终结果还是一样的

方法二、分布式环境下各个服务相互调用

这边就要举例我们的系统了,我们支付的时候先要扣款,然后更新订单,这个地方就涉及到了订单服务以及支付服务了。

用户调用支付,扣款成功后,更新对应订单状态,然后再保存流水。
而在这个地方就没必要使用门票ticketId了,因为会比较闲的麻烦
(支付状态:未支付,已支付)

步骤:
1、查询订单支付状态
2、如果已经支付,直接返回结果
3、如果未支付,则支付扣款并且保存流水
4、返回支付结果

如果步骤4通信失败,用户再次发起请求,那么最终结果还是一样的

对于做过支付的朋友,幂等,也可以称之为冲正,保证客户端与服务端的交易一致性,避免多次扣款。

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