什麼是冪等性

HTTP/1.1中對冪等性的定義是：一次和多次請求某一個資源對於資源本身應該具有同樣的結果（網路超時等問題除外）。也就是說，其任意多次執行對資源本身所產生的影響均與一次執行的影響相同。
這裡需要關注幾個重點：
冪等不僅僅只是一次（或多次）請求對資源沒有副作用（比如查詢資料庫操作，沒有增刪改，因此沒有對資料庫有任何影響）。
冪等還包括第一次請求的時候對資源產生了副作用，但是以後的多次請求都不會再對資源產生副作用。
冪等關注的是以後的多次請求是否對資源產生的副作用，而不關注結果。
網路超時等問題，不是冪等的討論範圍。
冪等性是系統服務對外一種承諾（而不是實現），承諾只要呼叫介面成功，外部多次呼叫對系統的影響是一致的。宣告為冪等的服務會認為外部呼叫失敗是常態，並且失敗之後必然會有重試。

什麼情況下需要冪等性

業務開發中，經常會遇到重複提交的情況，無論是由於網路問題無法收到請求結果而重新發起請求，或是前端的操作抖動而造成重複提交情況。 在交易系統，支付系統這種重複提交造成的問題有尤其明顯，比如：

使用者在APP上連續點選了多次提交訂單，後臺應該只產生一個訂單；

向支付寶發起支付請求，由於網路問題或系統BUG重發，支付寶應該只扣一次錢。 很顯然，宣告冪等的服務認為，外部呼叫者會存在多次呼叫的情況，為了防止外部多次呼叫對系統資料狀態的發生多次改變，將服務設計成冪等。

冪等與防重的辨別

上面例子中小明遇到的問題，只是重複提交的情況，和服務冪等的初衷是不同的。重複提交是在第一次請求已經成功的情況下，人為的進行多次操作，導致不滿足冪等要求的服務多次改變狀態。而冪等更多使用的情況是第一次請求不知道結果（比如超時）或者失敗的異常情況下，發起多次請求，目的是多次確認第一次請求成功，卻不會因多次請求而出現多次的狀態變化。

什麼情況下需要保證冪等性

以SQL為例，有下面三種場景，只有第三種場景需要開發人員使用其他策略保證冪等性：

SELECT col1 FROM tab1 WHER col2=2，無論執行多少次都不會改變狀態，是天然的冪等。

UPDATE tab1 SET col1=1 WHERE col2=2，無論執行成功多少次狀態都是一致的，因此也是冪等操作。

UPDATE tab1 SET col1=col1+1 WHERE col2=2，每次執行的結果都會發生變化，這種不是冪等的。

為什麼要設計冪等性的服務

冪等可以使得客戶端邏輯處理變得簡單，但是卻以服務邏輯變得複雜為代價。滿足冪等服務的需要在邏輯中至少包含兩點：

首先去查詢上一次的執行狀態，如果沒有則認為是第一次請求

在服務改變狀態的業務邏輯前，保證防重複提交的邏輯

冪等的不足

冪等是為了簡化客戶端邏輯處理，卻增加了服務提供者的邏輯和成本，是否有必要，需要根據具體場景具體分析，因此除了業務上的特殊要求外，儘量不提供冪等的介面。

增加了額外控制冪等的業務邏輯，複雜化了業務功能；

把並行執行的功能改為序列執行，降低了執行效率。

保證冪等的策略

冪等需要通過唯一的業務單號來保證。也就是說相同的業務單號，認為是同一筆業務。使用這個唯一的業務單號來確保，後面多次的相同的業務單號的處理邏輯和執行效果是一致的。 下面以支付為例，在不考慮併發的情況下，實現冪等很簡單：①先查詢一下訂單是否已經支付過，②如果已經支付過，則返回支付成功；如果沒有支付，進行支付流程，修改訂單狀態為‘已支付’。

防止重複提交的策略

上述的保證冪等方案是分成兩步的，第②步依賴第①步的查詢結果，無法保證原子性的。在高併發下就會出現下面的情況：第二次請求在第一次請求第②步訂單狀態還沒有修改為‘已支付狀態’的情況下到來。既然得出了這個結論，餘下的問題也就變得簡單：把查詢和變更狀態操作加鎖，將並行操作改為序列操作。

樂觀鎖

如果只是更新已有的資料，沒有必要對業務進行加鎖，設計表結構時使用樂觀鎖，一般通過version來做樂觀鎖，這樣既能保證執行效率，又能保證冪等。例如： UPDATE tab1 SET col1=1,version=version+1 WHERE version=#version# 不過，樂觀鎖存在失效的情況，就是常說的ABA問題，不過如果version版本一直是自增的就不會出現ABA的情況。如果version的版本不是自增的， 我們可以加一個時間戳，保證時間戳欄位不會被更新，驗證時間戳的一致性即可。可以這樣想。假設我們有兩個執行緒，第一個執行緒取到了version，第二個執行緒也取到了version。然後第一個執行緒更新的同時對version進行增加操作，這樣第二個執行緒即使執行了update，也不會操作到，因為version已經改變了。

防重表

使用訂單號orderNo做為去重表的唯一索引，每次請求都根據訂單號向去重表中插入一條資料。第一次請求查詢訂單支付狀態，當然訂單沒有支付，進行支付操作，無論成功與否，執行完後更新訂單狀態為成功或失敗，刪除去重表中的資料。後續的訂單因為表中唯一索引而插入失敗，則返回操作失敗，直到第一次的請求完成（成功或失敗）。可以看出防重表作用是加鎖的功能。
通過唯一索引的方式，進行，當相同的資料，往唯一的索引表插入的時候，就會報錯。
例子：
建立一個測試表

CREATE TABLE `test03` (
`id` INT(11) ,
`uid` INT(11) DEFAULT NULL);

建立唯一索引

ALTER IGNORE TABLE test03 ADD UNIQUE INDEX  id_uid(id,uid);

再次插入資料，發現相同的資料不能插入

INSERT INTO test03(id,uid) VALUES (1,1),(1,2),(1,1),(1,2),(1,1);

這種方式其實和下方的redis方式形式上差不多，而且下方的方式更快。

分散式鎖

這裡使用的防重表可以使用分散式鎖代替，比如Redis。訂單發起支付請求，支付系統會去Redis快取中查詢是否存在該訂單號的Key，如果不存在，則向Redis增加Key為訂單號。查詢訂單支付已經支付，如果沒有則進行支付，支付完成後刪除該訂單號的Key。通過Redis做到了分散式鎖，只有這次訂單訂單支付請求完成，下次請求才能進來。相比去重表，將放併發做到了快取中，較為高效。思路相同，同一時間只能完成一次支付請求。

token令牌

這種方式分成兩個階段：申請token階段和支付階段。 第一階段，在進入到提交訂單頁面之前，需要訂單系統根據使用者資訊向支付系統發起一次申請token的請求，支付系統將token儲存到Redis快取中，為第二階段支付使用。 第二階段，訂單系統拿著申請到的token發起支付請求，支付系統會檢查Redis中是否存在該token，如果存在，表示第一次發起支付請求，刪除快取中token後開始支付邏輯處理；如果快取中不存在，表示非法請求。 實際上這裡的token是一個信物，支付系統根據token確認，你是你媽的孩子。不足是需要系統間互動兩次，流程較上述方法複雜。

支付緩衝區

把訂單的支付請求都快速地接下來，一個快速接單的緩衝管道。後續使用非同步任務處理管道中的資料，過濾掉重複的待支付訂單。優點是同步轉非同步，高吞吐。不足是不能及時地返回支付結果，需要後續監聽支付結果的非同步返回。

RestfulApi冪等性詳解

我們要注意冪等是面向資源的。這個 HTTP GET 方法可能會每次得到不同的返回內容，但並不影響資源。

GET方法

HTTP GET 方法，用於獲取資源，不管呼叫多少次介面，結果都不會改變，所以是冪等的。只是查詢資料，不會影響到資源的變化，因此我們認為它冪等。

POST方法

HTTP POST 方法是一個非冪等方法，因為呼叫多次，都將產生新的資源。因為它會對資源本身產生影響，每次呼叫都會有新的資源產生，因此不滿足冪等性。

PUT方法

因為它直接把實體部分的資料替換到伺服器的資源，我們多次呼叫它，只會產生一次影響，但是有相同結果的 HTTP 方法，所以滿足冪等性。

Delete方法

HTTP DELETE 方法用於刪除資源，會將資源刪除。呼叫一次和多次對資源產生影響是相同的，所以也滿足冪等性。
所以對於restful來說，只有post是不滿足的