今天咱们来聊聊接口幂等性。在后端开发中，接口幂等性是一个非常重要的概念，尤其是在处理支付、订单等关键业务时。如果接口幂等性没有处理好，可能会导致严重的后果，比如重复支付、重复下单等。今天，我就来给大家详细讲讲什么是接口幂等性，以及如何保证接口幂等性。
一、什么是接口幂等性？
幂等性原本是数学上的概念，用在接口上可以理解为：同一个接口，多次发出同一个请求，必须保证操作只执行一次。换句话说，无论你调用多少次接口，最终的结果都是一样的，不会因为重复调用而产生副作用。
举个例子，支付接口如果幂等性没有处理好，用户可能会因为网络波动或误操作而重复支付，导致账户被扣款多次。再比如订单接口，用户可能会因为页面刷新或重复点击而多次提交订单，导致系统生成多个重复订单。
二、为什么会产生接口幂等性问题？
接口幂等性问题通常是由以下几种情况引起的：
- 网络波动：网络不稳定可能导致请求被重复发送。
- 用户重复操作：用户可能会因为操作延迟或误操作而多次点击按钮。
- 重试机制：应用层、RPC 或 Nginx 的重试机制可能导致请求被重复处理。
- 页面重复刷新：用户可能会因为操作延迟而刷新页面，导致表单重复提交。
- 浏览器后退或前进按钮：用户可能会通过浏览器的后退或前进按钮重复提交表单。
- 定时任务重复执行：定时任务可能会因为配置错误或异常而重复执行。
- 双击提交按钮：用户可能会因为操作习惯而多次点击提交按钮。
三、如何保证接口幂等性？
保证接口幂等性的方法可以分为两大类：客户端控制和服务端控制。客户端控制相对简单，但不够可靠；服务端控制则更加复杂，但更有效。下面，我来详细介绍一下这些方法。
（一）客户端控制
1. 按钮只可操作一次
最简单的方法是将按钮设置为只可操作一次。用户点击提交按钮后，立即将按钮置为不可用状态或显示加载动画，防止用户重复点击。这种方法简单易行，但只能解决用户误操作的问题，无法应对网络波动或重试机制导致的重复请求。
2. Token 机制
Token 机制是一种常见的解决方案。用户在进入页面时，后端生成一个唯一的 Token 并存储在 Session 或数据库中，同时将 Token 返回给前端。前端在每次请求时将 Token 作为参数发送给后端，后端在处理请求前验证 Token 是否有效。如果 Token 有效，则处理请求并将其标记为已使用；如果 Token 无效，则返回错误提示。这种方法可以有效防止重复提交，但需要后端和前端配合实现。
3. 使用 Post/Redirect/Get 模式
Post/Redirect/Get（PRG）模式是一种常见的解决方案。用户提交表单后，后端处理请求并返回一个重定向响应，将用户引导到一个信息页面。这样，即使用户刷新页面或使用浏览器的前进/后退按钮，也不会重复提交表单。这种方法可以有效防止重复提交，不过同样需要后端和前端配合实现。
（二）服务端控制
1. 使用唯一索引
利用数据库的唯一索引机制可以有效防止重复数据插入。例如，订单表可以使用订单号作为唯一索引，当重复请求尝试插入相同订单号的数据时，数据库会抛出唯一索引冲突的异常，从而阻止重复数据插入。这种方法简单易行，但只能防止重复插入，无法处理更新操作。
2. 乐观锁
乐观锁是一种常见的并发控制机制。在表结构中添加一个版本号字段（version），每次更新数据时，版本号加一。在处理更新请求时，后端会检查版本号是否一致。如果版本号一致，则更新数据并增加版本号；如果版本号不一致，则返回错误提示。这种方法可以有效防止并发更新导致的重复操作，但需要在表结构中添加额外字段。
3. Select + Insert/Update/Delete
在操作之前先查询数据库，判断是否已经存在相同的数据。如果不存在，则执行插入或更新操作。这种方法在单 JVM 环境中可以有效防止重复操作，但在分布式环境中需要结合分布式锁来保证幂等性。
4. 分布式锁
在分布式系统中，可以使用分布式锁来保证幂等性。例如，使用 Redis 或 Zookeeper 实现分布式锁。在处理请求时，后端会尝试获取分布式锁。如果获取成功，则处理请求并释放锁；如果获取失败，则返回错误提示。这种方法可以有效防止分布式环境下的并发操作，但需要引入第三方系统。
5. 状态机幂等
在设计单据相关的业务时，可以使用状态机来保证幂等性。例如，订单状态可以分为“待支付”、“已支付”、“已发货”等。如果订单已经处于“已支付”状态，再次调用支付接口时，可以直接返回成功响应，而不进行实际操作。这种方法可以有效防止重复操作，但需要对业务逻辑进行详细设计。
6. 防重表
防重表是一种常见的解决方案。后端创建一个防重表，记录每个请求的唯一标识符。在处理请求时，后端会检查防重表中是否存在相同的标识符。如果不存在，则插入记录并处理请求；如果存在，则返回错误提示。这种方法可以有效防止重复请求，但需要额外维护防重表。
7. 缓冲队列
将请求快速接收并放入缓冲队列中，后续使用异步任务处理队列中的数据。在处理过程中，可以过滤掉重复的请求。这种方法可以提高系统的吞吐量，但无法及时返回请求结果，需要后续轮询获取处理结果。
8. 全局唯一号
在请求中使用全局唯一号（如 UUID）作为标识符。后端根据唯一号判断请求是否重复。如果重复，则返回错误提示；如果不重复，则处理请求并记录唯一号。这种方法可以有效防止重复请求，但需要生成和管理全局唯一号。
四、总结
接口幂等性是后端开发中常见的问题，尤其是在处理支付、订单等关键业务时。保证接口幂等性的方法可以分为客户端控制和服务端控制两大类。客户端控制相对简单，但不够可靠；服务端控制则更加复杂，但更有效。具体选择哪种方法，需要根据实际业务场景和需求来决定。
最后分享一份大彬精心整理的大厂面试手册，包含计算机基础、Java基础、多线程、JVM、数据库、Redis、Spring、Mybatis、SpringMVC、SpringBoot、分布式、微服务、设计模式、架构、校招社招分享等高频面试题，非常实用，有小伙伴靠着这份手册拿过字节offer~
围观朋友⭕：dabinjava
