幂等性通用解决方案

大型企业需要构建稳定可靠的系统，而幂等性是实现这一目标的关键。在面试中，大厂经常会考察应聘者对于幂等性的掌握程度，掌握幂等性的程序员能够设计出更加稳定、高效的系统，符合大厂对技术人才的高要求。

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一、初识幂等

1、什么是幂等

• 在计算机科学和网络通信中，幂等指一个操作无论执行多少次，其结果都是一致的
• 换句话说，对于相同的输入，无论进行多少次重复操作，都应该保持其结果一致

数学来源：

$$f(f(x)) = f(x)$$

哪操作会导致幂等？

• 读：不对底层数据产生变化，天然支持幂等

  如 HTTP: GET

• 写：会修改底层数据，无法保证幂等

  如 HTTP: POST/DELETE/PUT

2、幂等产生的原因

在 Web 应用程序中，导致幂等的原因一般分为：

• 网络延迟导致的请求重试
• 前端用户的重复操作请求
• 第三方中间件的重试机制（如 MQ）

当重复请求（相同输入的重复操作）进入系统中时，如果接口不具备幂等性，可能会导致：

• 状态不一致
• 数据重复提交

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二、幂等场景与解决方案

1、幂等场景

（1）前端重复提交

（2）消息重复消费

当消费者出现异常后，默认策略是消息会不断 requeue（重新入队）到队列，再重新发送给消费者，然后再次异常，再次 requeue，无限循环，导致 mq 的消息处理飙升，带来不必要的压力

我们可以利用 Spring 的 retry 机制，在消费者出现异常时利用本地重试，而不是无限制的 requeue 到 mq 队列

spring:
  rabbitmq:
    listener:
      simple:
        prefetch: 1
        retry:
          enabled: true # 开启消费者失败重试
          initial-interval: 1000 # 初始的失败等待时长为1秒
          multiplier: 1 # 下次失败的等待时长倍数，下次等待时长 = multiplier * last-interval
          max-attempts: 3 # 最大重试次数
          stateless: true # true无状态；false有状态。如果业务中包含事务，这里改为false

（3）任务重复执行

2、幂等解决方案

（1）token 机制 —— 前端重复提交

（2）分布式锁 —— 消息重复消费

加锁成功返回 ok，java 代码被封装后返回 true

如果同一个 key 加锁后过期时间还没到，返回： nil

可以借助 ttl key 查看过期时间

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三、面试

1、说说你对于幂等的理解

• 相同输入的重复操作，其结果应该保持一致
• 如 HTTP 的读操作，如 GET 协议天然就是支持幂等，而对于写操作，如 POST / PUT / DELETE 是需要程序员做幂等处理的

2、有哪些常见的幂等场景

• 网络延迟导致的请求重试
• 前端用户的重复操作请求
• 第三方中间件的重试机制（如 MQ）