阿里面试官:如何测试接口幂等性?

一.什么是接口幂等性

  • 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

  • 调用接口发生异常并且重复尝试时,总是会造成系统所无法承受的损失,所以必须阻止这种现象的发生。

  • 比如支付接口,重复支付会导致多次扣钱;订单接口,同一个订单可能会多次创建

二.什么情况下会出现接口幂等性问题?

  • 网络波动,可能会引起重复请求

  • 用户重复操作,用户在操作时候可能会无意触发多次下单交易

  • 使用了失效或超时重试机制

  • 页面重复刷新

  • 使用浏览器后退按钮重复之前的操作,导致重复提交表单

  • 使用浏览器历史记录重复提交表单

  • 浏览器重复的HTTP请求

  • 定时任务重复执行

三.如何保证接口幂等性?

  • 按钮只操作一次

    一般是提交后把按钮置灰或loading状态,消除用户因为重复点击而产生的重复记录,比如添加操作,由于点击两次而产生两条记录

  • token机制

    功能上允许重复提交,但要保证重复提交不产生副作用

    比如点击n次只能产生一条记录,具体实现就是进入页面时申请一个token,然后后面所有的请求都带上这个token,后端根据token来避免重复请求

    具体步骤:

    • 用户访问页面时,浏览器自动发起获取token请求。

    • 服务端生成token,保存到redis中,然后返回给浏览器。

    • 用户通过浏览器发起请求时,携带该token。

    • 在redis中查询该token是否存在,如果不存在,说明是第一次请求,做则后续的数据操作。

    • 如果存在,说明是重复请求,则直接返回成功。

    • 在redis中token会在过期时间之后,被自动删除。

  • 使用Post/Redirect/Get模式

    在提交后执行页面重定向

    当用户提交连表单后,跳转到一个重定向的信息页面

    避免用户按F5刷新导致的重复提交,而且也不会出现浏览器表单重复提交的警告,也能消除按浏览器前进和后退导致同样重复提交的问题。

  • 在session存放特殊标志

    在服务端生成一个唯一的标识符,将它存入session

    同时前端获取这个标识符的值将它写入表单的隐藏中,用于用户输入信息后点击一起提交

    在服务端,获取表单中隐藏字段的值,与session中的唯一标识符比较,相等说明时首次提交,就将处理本次请求,然后将session中的唯一标识符移除,不相等则表示是重复提交,不再做处理。

  • 使用唯一索引放置新增脏数据

    利用数据库唯一索引机制,当数据重复时,插入数据库会抛出异常,保证不会出现脏数据

在这里插入图片描述

  • 具体步骤:

    用户通过浏览器发起请求,服务端收集数据。

    将该数据插入mysql

    判断是否执行成功,如果成功,则操作其他数据(可能还有其他的业务逻辑)。

    如果执行失败,捕获唯一索引冲突异常,直接返回成功。

  • 乐观锁

    如果更新已有数据,可以进行加锁更新,也可以设计表结构时使用乐观锁,通过version来做乐观锁,这样既能保证执行效率,又能保证幂等。


具体步骤

  • 先根据id查询用户信息,包含version字段

  • 根据id和version字段值作为where条件的参数,更新用户信息,同时version+1

  • 判断操作影响行数,如果影响1行,则说明是一次请求,可以做其他数据操作。

  • 如果影响0行,说明是重复请求,则直接返回成功。

  • 分布式锁

    通过第三方系统(redis或zookeeper),在业务系统插入数据或者更新数据,获取分布式锁,然后做操作,之后释放锁

    3种实现redis的分布式锁

    • setNx命令

    • set命令

    • Redission框架

  • 具体步骤:

    用户通过浏览器发起请求,服务端会收集数据,并且生成订单号code作为唯一业务字段。

    使用redis的set命令,将该订单code设置到redis中,同时设置超时时间。

    判断是否设置成功,如果设置成功,说明是第一次请求,则进行数据操作。

    如果设置失败,说明是重复请求,则直接返回成功。

  • 状态机幂等

    在设计单据相关业务,或者任务相关的业务,会涉及到状态机

    业务单据上面有个状态,状态在不同的情况下会发生变更,一般情况下存在有限状态机,这时候,如果状态机已经处于下一个状态,这时候来了一个上一个状态的变更,理论上是不能够变更的,这样的话,保证了有限状态机的幂等。

具体步骤:

  • 用户通过浏览器发起请求,服务端收集数据。

  • 根据id和当前状态作为条件,更新成下一个状态

  • 判断操作影响行数,如果影响了1行,说明当前操作成功,可以进行其他数据操作。

  • 如果影响了0行,说明是重复请求,直接返回成功。

该方案仅限于要更新的表有状态字段,并且刚好要更新状态字段的这种特殊情况,并非所有场景都适用。

  • 防重表

    以支付为例:使用唯一主键去做防重表的唯一索引,比如使用订单号作为防重表的唯一索引,每一次请求都根据订单号向防重表中插入一条数据,插入成功说明可以处理后面的业务,当处理完业务逻辑之后删除防重表中的订单号数据,后续如果有重复请求,则会因为防重表唯一索引原因导致插入失败,直接返回操作失败,直到第一请求返回结果,可以看出防重表作用就是加锁的功能。

在这里插入图片描述

具体步骤:

  • 用户通过浏览器发起请求,服务端收集数据。

  • 将该数据插入mysql防重表

  • 判断是否执行成功,如果成功,则做mysql其他的数据操作(可能还有其他的业务逻辑)。

  • 如果执行失败,捕获唯一索引冲突异常,直接返回成功。

需要特别注意的点:防重表和业务表必须在同一个数据库中,并且操作要在同一个事务中。

缓冲队列

将请求都快速地接受下来后放入缓冲队列中,后续使用异步任务处理队列中的数据,过滤掉重复的请求。

优点:同步处理改成异步处理、高吞吐量。

缺点:不能及时返回请求结果,需要后续轮询得处理结果。

全局唯一ID

通过source来源+唯一序列号传入给后端,后端来判断请求是否重复,在并发时只能处理一个请求,其他相同并发请求要么返回请求重复,要么等待前面请求执行完后再执行。

绵薄之力

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