文章内容
一、幂等场景
1、场景一：前端重复提交
用户注册，用户创建商品等操作，前端都会提交一些数据给后台服务，后台需要根据用户提交的数据在数据库中创建记录。如果用户不小心多点了几次，后端收到了好几次提交，这时就会在数据库中重复创建了多条记录。这就是接口没有幂等性带来的 bug。
2、场景二：黑客拦截重放
接口请求参数被黑客拦截，然后进行重放。
3、场景三：接口超时重试
对于给第三方调用的接口，有可能会因为网络原因而调用失败，这时，一般在设计的时候会对接口调用加上失败重试的机制。如果第一次调用已经执行了一半时，发生了网络异常。这时再次调用时就会因为脏数据的存在而出现调用异常。
4、场景四：消息重复消费
在使用消息中间件来处理消息队列，且手动 ack 确认消息被正常消费时。如果消费者突然断开连接，那么已经执行了一半的消息会重新放回队列。当消息被其他消费者重新消费时，如果没有幂等性，就会导致消息重复消费时结果异常，如数据库重复数据，数据库数据冲突，资源重复等。
二、解决方案
1、Token机制实现
通过token机制实现接口的幂等性,这是一种比较通用性的实现方法。
1）示意图
示意图如下：
2）具体流程步骤
- 客户端会先发送一个请求去获取 token，服务端会生成一个全局唯一的 ID 作为 token 保存在 redis 中，同时把这个 ID 返回给客户端
- 客户端第二次调用业务请求的时候必须携带这个 token
- 服务端会校验这个 token，如果校验成功，则执行业务，并删除 redis 中的 token
- 如果校验失败，说明 redis 中已经没有对应的 token，则表示重复操作，直接返回指定的结果给客户端
3）注意事项
- 对 redis 中是否存在 token 以及删除的代码逻辑建议用 Lua 脚本实现，保证原子性
- 全局唯一 ID 可以考虑用百度的 uid-generator、美团的 Leaf 去生成
4）Token设计
- 要申请，一次有效性，可以限流
- 使用删除操作来判断Token。删除成功代表校验通过
- 如果用 select+delete 来校验 Token，会存在并发问题，不建议使用，但可以用lua保证原子性
- 设置短期过期时间，如5分钟
2、基于MySQL实现
这种实现方式是利用 mysql 唯一索引的特性。
1）示意图
示意图如下：
2）具体流程步骤
- 建立一张去重表，其中某个字段需要建立唯一索引
- 客户端去请求服务端，服务端会将这次请求的一些信息插入这张去重表中
- 因为表中某个字段带有唯一索引，如果插入成功，证明表中没有这次请求的信息，则执行后续的业务逻辑
- 如果插入失败，则代表已经执行过当前请求，直接返回
3、基于Redis实现
这种实现方式是基于 SETNX 命令实现的 SETNX key value：将 key 的值设为 value ，当且仅当 key 不存在。若给定的 key 已经存在，则 SETNX 不做任何动作。该命令在设置成功时返回 1，设置失败时返回 0。
1）示意图
示意图如下：
2）具体流程步骤
- 客户端先请求服务端，会拿到一个能代表这次请求业务的唯一字段
- 将该字段以 SETNX 的方式存入 redis 中，并根据业务设置相应的超时时间
- 如果设置成功，证明这是第一次请求，则执行后续的业务逻辑
- 如果设置失败，则代表已经执行过当前请求，直接返回
4、基于业务参数实现
1）第一阶段
只要客户端请求有唯一的请求编号，那么就能借用Redis做这个去重：只要这个唯一请求编号在Redis存在，证明处理过，那么就认为是重复的。
2）第二阶段
但很多的场景下，请求并不会带这样的唯一编号。先考虑简单的场景，假设请求参数只有一个字段reqParam，我们可以利用以下标识去判断这个请求是否重复：用户ID:接口名:请求参数 。
3）第三阶段
但我们的接口通常不是这么简单，参数通常是一个JSON。假设我们把请求参数（JSON）按KEY做升序排序，排序后拼成一个字符串作为KEY值，但这可能非常的长，所以可以考虑对这个字符串求一个MD5作为参数的摘要，以这个摘要去取代reqParam的位置。
String KEY = "user_opt:U="+userId + "M=" + method + "P=" + reqParamMD5;
4）第四阶段
上面的问题其实已经是一个很不错的解决方案了，但是实际投入使用的时候可能发现有些问题：某些请求用户短时间内重复的点击了（例如1000毫秒发送了三次请求），但绕过了上面的去重判断（不同的KEY值）。原因是这些请求参数的字段里面，是带时间字段的，这个字段标记用户请求的时间，服务端可以借此丢弃掉一些老的请求（例如5秒前）。
5）总结
将业务参数（Query+Body）按KEY（排除时间字段和经纬度字段）做升序排序，排序后将按Query方式逐一拼接成参数字符串，然后将这个字符串进行MD5摘要计算，然后使用以下规则进行KEY值计算：
String KEY = "前缀标识:U=" + <用户唯一标识> + "M=" + <接口唯一标识> + "P=" + <业务参数MD5签名>;