幂等控制

大家好，我是讯享网，很高兴认识大家。

什么是幂等性：     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，

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讯享网我把它简单定义为：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

讯享网该请求，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。     幂等性一般应用于协议设计，TCP协议支持幂等吗?答案是肯定的，在网络不稳定时，操作系统可以肆无忌惮的重发TCP报文

片段。TCP协议能够保证幂等的核心在于sequence number字段，一个序列号的在较长的一段时间内均不会出现重复。对于应用

讯享网层的协议设计，原理和TCP是类似的，我们需要一个不重复的序列号。再简单一点说，在一个业务流程的处理中，我们需要一个

不重复的业务流水号，以保证幂等性。

讯享网    举个实际应用场景：用户A在网页上发起一笔游戏充值请求，浏览器引导用户去银行支付，支付成功后系统给用户进行充值。协议

设计上，我们通过全局唯一的充值订单号贯穿整个业务流程，使该业务支持幂等。

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我们先从一个简单的程序理解一下幂等性：     public class Main {     private int i = 0;     //这个方法不具有幂等性，每调用一次，它就会改变Main的状态(即改变了i)     public void idempotent() {      i++;      }      //幂等性，无论这个方法调用多少次，它都不会改变Main类的状态。     public void simple() {      System.out.println(i);      }     }     看完这些，你似乎对幂等性有了更深的了解。那么幂等性问题会出现在哪些场景呢？电商，第三方支付，抢红包等场景。     这些应用场景，你似乎看到了他们的共同特征。对，那就是高并发。高并发往往伴随着分布式。基于HTTP协议的Web API

讯享网是时下最为流行的一种分布式服务提供方式。无论是在大型互联网应用还是企业级架构中，我们都见到了越来越多的SOA或

RESTful的Web API。为什么Web API如此流行呢？我认为很大程度上应归功于简单有效的HTTP协议。HTTP协议是一种分布式

讯享网的面向资源的网络应用层协议，无论是服务器端提供Web服务，还是客户端消费Web服务都非常简单。再加上浏览器、Javascript、

AJAX、JSON以及HTML5等技术和工具的发展，互联网应用架构设计表现出了从传统的PHP、JSP、ASP.NET等服务器端动态网页

讯享网向Web API + RIA（富互联网应用）过渡的趋势。Web API专注于提供业务服务，RIA专注于用户界面和交互设计，从此两个领域的

分工更加明晰。在这种趋势下，Web API设计将成为服务器端程序员的必修课。然而，正如简单的Java语言并不意味着高质量的

讯享网Java程序，简单的HTTP协议也不意味着高质量的Web API。要想设计出高质量的Web API，还需要深入理解分布式系统及HTTP协议

的特性。     幂等性(Idempotence)。在HTTP/1.1规范中幂等性的定义是：Methods can also have the property of "idempotence"

讯享网 in that (aside from error or expiration issues) the side-effects of N > 0 identical requests is the same

as for a single request.     从定义上看，HTTP方法的幂等性是指一次和多次请求某一个资源应该具有同样的副作用。幂等性属于语义范畴，正如编译器只能

讯享网帮助检查语法错误一样，HTTP规范也没有办法通过消息格式等语法手段来定义它，这可能是它不太受到重视的原因之一。但实际上，

幂等性是分布式系统设计中十分重要的概念，而HTTP的分布式本质也决定了它在HTTP中具有重要地位。     为什么需要幂等性呢？我们先从一个例子说起，假设有一个从账户取钱的远程API（可以是HTTP的，也可以不是），我们暂时用

讯享网类函数的方式记为：bool withdraw(account_id, amount)。

    withdraw的语义是从account_id对应的账户中扣除amount数额的钱；如果扣除成功则返回true，账户余额减少amount；

讯享网如果扣除失败则返回false，账户余额不变。值得注意的是：和本地环境相比，我们不能轻易假设分布式环境的可靠性。一种典型的

情况是withdraw请求已经被服务器端正确处理，但服务器端的返回结果由于网络等原因被掉丢了，导致客户端无法得知处理结果。

讯享网如果是在网页上，一些不恰当的设计可能会使用户认为上一次操作失败了，然后刷新页面，这就导致了withdraw被调用两次，账户

也被多扣了一次钱。如图1所示：

图1

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