分布式系统接口幂等性
1.幂等性定义1.1 数学定义
1.2 HTTP规范的定义 在HTTP/1.1规范中幂等性的定义是:
HTTP的幂等性指的是一次和多次请求某一个资源应该具有相同的副作用。如通过PUT接口将数据的Status置为1,无论是第一次执行还是多次执行,获取到的结果应该是相同的,即执行完成之后Status =1。 2. 何种接口提供幂等性2.1 HTTP支持幂等性的接口 在HTTP规范中定义GET,PUT和DELETE方法应该具有幂等性。
GET方法是向服务器查询,不会对系统产生副作用,具有幂等性(不代表每次请求都是相同的结果)
也就是说PUT方法首先判断系统中是否有相关的记录,如果有记录则更新该记录,如果没有则新增记录。
DELETE方法是删除服务器上的相关记录。 2.2 实际业务 现在简化为这样一个系统,用户购买商品的订单系统与支付系统;订单系统负责记录用户的购买记录已经订单的流转状态(orderStatus),支付系统用于付款,提供 boolean pay(int accountid,BigDecimal amount) //用于付款,扣除用户的 接口,订单系统与支付系统通过分布式网络交互。 这种情况下,支付系统已经扣款,但是订单系统因为网络原因,没有获取到确切的结果,因此订单系统需要重试。 boolean pay(int orderId,int accountId,BigDecimal amount) 通过orderId来标定订单的唯一性,付款系统只要检测到订单已经支付过,则第二次调用不会扣款而会直接返回结果: 在不同的业务中不同接口需要有不同的幂等性,特别是在分布式系统中,因为网络原因而未能得到确定的结果,往往需要支持接口幂等性。 3.分布式系统接口幂等性随着分布式系统及微服务的普及,因为网络原因而导致调用系统未能获取到确切的结果从而导致重试,这就需要被调用系统具有幂等性。 update userAmount set amount = amount - 'value' ,paystatus = 'paid' where orderId= 'orderid' and paystatus = 'unpay' 其中value是用户要减少的订单,paystatus代表支付状态,paid代表已经支付,unpay代表未支付,orderid是订单号。 update Order set orderStatus = 1 where OrderId = 'orderid' and orderStatus = 0 当orderStatus 处于0,1两种状态时,对订单执行0->1 的状态流转操作应该是具有幂等性的。 但是如果此时orderStatus = 2,再进行订单状态0->1 时操作就无法成功,但是幂等性是针对同一个请求的,也就是针对同一个requestid保持幂等。 这时候再执行 update Order set orderStatus = 1 where OrderId = 'orderid' and orderStatus = 0 接口会返回失败,系统没有产生修改,如果再发一次,requestid是相同的,对系统同样没有产生修改。 References
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三、如何保证接口的幂等性
接口的幂等性实际上就是接口可重复调用,在调用方多次调用的情况下,接口最终得到的结果是一致的。有些接口可以天然的实现幂等性,比如查询接口,对于查询来说,你查询一次和两次,对于系统来说,没有任何影响,查出的结果也是一样。
除了查询功能具有天然的幂等性之外,增加、更新、删除都要保证幂等性。那么如何来保证幂等性呢?
3.1保证幂等策略
幂等需要通过唯一的业务单号来保证。也就是说相同的业务单号,认为是同一笔业务。使用这个唯一的业务单号来确保,后面多次的相同的业务单号的处理逻辑和执行效果是一致的。
下面以支付为例,在不考虑并发的情况下,实现幂等很简单:①先查询一下订单是否已经支付过,②如果已经支付过,则返回支付成功;如果没有支付,进行支付流程,修改订单状态为‘已支付’。
3.2防重复提交策略
上述的保证幂等方案是分成两步的,第②步依赖第①步的查询结果,无法保证原子性的。在高并发下就会出现下面的情况:第二次请求在第一次请求第②步订单状态还没有修改为‘已支付状态’的情况下到来。既然得出了这个结论,余下的问题也就变得简单:把查询和变更状态操作加锁,将并行操作改为串行操作。
列举三种改进方式:
1、悲观锁,select for update,整个执行过程中锁定该订单对应的记录。
2、乐观锁,affectrows = db.update(“update payorder set state=’已支付’ where orderid=$orderid and state=’未支付’ “),如果affectrows=1,执行充值,否则返回已处理。
3、定义防重复表,orderid为unique key或者primary key,执行前,先insert,若insert成功则执行充值,否则返回已处理
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