一、什么是幂等性
在说幂等性之前，我们先来看一种情况，假如老王在某电商平台进行购物，付款的时候不小心手抖了一下，连续点击了两次支付，但此时服务器没做任何验证，于是老王账户里面的钱被扣了两次，这显然对当事人造成了一定的经济损失，并且还会让用户丧失对平台的信任。而幂等性问题说的就是如何防止接口的重复无效请求。
幂等性最早是数学里面的一个概念，后来被用于计算机领域，用于表示任意多次请求均与一次请求执行的结果相同，也就是说对于一个接口而言，无论调用了多少次，最终得到的结果都是一样的。比如以下代码：
public class IdempotentExample {
// 变量
private static int count = 0;
/**
* 非幂等性方法
*/
public static void addCount() {
count++;
}
/**
* 幂等性方法
*/
public static void printCount() {
System.out.println(count);
}
}
对于变量 count 来说，如果重复调用 addCount() 方法的话，会一直累加 count 的值，因为 addCount() 方法就是非幂等性方法；而 printCount() 方法只是用来打印控制台信息的。因此，它无论调用多少次结果都是一样的，所以它是幂等性方法。
二、如何保证幂等性
幂等性的实现方案通常分为以下几类：
- 前端拦截
- 使用数据库实现幂等性
- 使用 JVM 锁实现幂等性
- 使用分布式锁实现幂等性
2.1 前端拦截
前端拦截是指通过 Web 站点的页面进行请求拦截，比如在用户点击完“提交”按钮后，我们可以把按钮设置为不可用或者隐藏状态，避免用户重复点击。核心的实现代码如下：
<script>
function subCli(){
// 按钮设置为不可用
document.getElementById("btn_sub").disabled="disabled";
document.getElementById("dv1").innerText = "按钮被点击了~";
}
</script>
<body style="margin-top: 100px;margin-left: 100px;">
<input id="btn_sub" type="button" value=" 提 交 " >
<div style="margin-top: 80px;"></div>
</body>
但前端拦截有一个致命的问题，如果是懂行的程序员或者黑客可以直接绕过页面的 JS 执行，直接模拟请求后端的接口，这样的话，我们前端的这些拦截就不能生效了。因此除了前端拦截一部分正常的误操作之外，后端的验证必不可少。
2.2 使用数据库
数据库实现幂等性的方案有三个：
- 通过悲观锁来实现幂等性
- 通过唯一索引来实现幂等性
- 通过乐观锁来实现幂等性
接下来我们分别来看这些实现方式的具体执行过程。
悲观锁
使用悲观锁实现幂等性，一般是配合事务一起来实现，在没有使用悲观锁时，我们通常的执行过程是这样的，首先来判断数据的状态，执行 SQL 如下：
select status from table_name where ;
然后再进行添加操作：
insert into table_name (id) values ('xxx');
最后再进行状态的修改：
update table_name set status='xxx';
但这种情况因为是非原子操作，所以在高并发环境下可能会造成一个业务被执行两次的问题，当一个程序在执行中时，而另一个程序也开始状态判断的操作。因为第一个程序还未来得及更改状态，所以第二个程序也能执行成功，这就导致一个业务被执行了两次。
在这种情况下我们就可以使用悲观锁来避免问题的产生，实现 SQL 如下所示：
begin; # 1.开始事务
select * from table_name where for update; # 2.查询状态
insert into table_name (id) values ('xxx'); # 3.添加操作
update table_name set status='xxx'; # 4.更改操作
commit; # 5.提交事务
在实现的过程中需要注意以下两个问题：
- 如果使用的是
MySQL数据库，必须选用innodb存储引擎，因为innodb支持事务； id字段一定要是主键或者是唯一索引，不然会锁表，影响其他业务执行。
唯一索引
我们可以创建一个唯一索引的表来实现幂等性，在每次执行业务之前，先执行插入操作，因为唯一字段就是业务的 ID，因此如果重复插入的话会触发唯一约束而导致插入失败。在这种情况下（插入失败）我们就可以判定它为重复提交的请求。
乐观锁
乐观锁是指在执行数据操作时（更改或添加）进行加锁操作，其他时间不加锁，因此相比于整个执行过程都加锁的悲观锁来说，它的执行效率要高很多。乐观锁可以通过版本号来实现，例如以下 SQL：
update table_name set version=version+1 where version=0;
2.3 JVM 锁实现
JVM 锁实现是指通过 JVM 提供的内置锁如 Lock 或者是 synchronized 来实现幂等性。使用 JVM 锁来实现幂等性的一般流程为：首先通过 Lock 对代码段进行加锁操作，然后再判断此订单是否已经被处理过，如果未处理则开启事务执行订单处理，处理完成之后提交事务并释放锁，执行流程如下图所示：
JVM 锁存在的最大问题在于，它只能应用于单机环境，因为 Lock 本身为单机锁，所以它就不适应于分布式多机环境。
2.4 分布式锁实现
分布式锁实现幂等性的逻辑是，在每次执行方法之前先判断是否可以获取到分布式锁，如果可以，则表示为第一次执行方法，否则直接舍弃请求即可，执行流程如下图所示：
需要注意的是分布式锁的 key 必须为业务的唯一标识，我们通常使用 Redis 或者 ZooKeeper 来实现分布式锁；如果使用 Redis 的话，则用 set 命令来创建和获取分布式锁。
小结
幂等性不但可以保证程序正常执行，还可以杜绝一些垃圾数据以及无效请求对系统资源的消耗。本课时我们讲了幂等性的 6 种实现方式，包括前端拦截、数据库悲观锁实现、数据唯一索引实现、数据库乐观锁实现、JVM 锁实现，以及分布式锁的实现等方案，其中前端拦截无法防止懂行的人直接绕过前端进行模拟请求的操作。因此后端一定要实现幂等性处理，推荐的做法是使用分布式锁来实现，这样的解决方案更加通用。
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