一、什么是冪等性？

簡單來說，就是對一個接口執行重復的多次請求，與一次請求所產生的結果是相同的，聽起來非常容易理解，但要真正的在系統中要始終保持這個目標，是需要很嚴謹的設計的，在實際的生產環境下，我們應該保證任何接口都是冪等的，而如何正確的實現冪等，就是本文要討論的內容。

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二、哪些請求天生就是冪等的？

首先，我們要知道查詢類的請求一般都是天然冪等的，除此之外，刪除請求在大多數情況下也是冪等的，但是ABA場景下除外。

舉一個簡單的例子

比如，先請求了一次刪除A的操作，但由于響應超時，又自動請求了一次刪除A的操作，如果在兩次請求之間，又插入了一次A，而實際上新插入的這一次A，是不應該被刪除的，這就是ABA問題，不過，在大多數業務場景中，ABA問題都是可以忽略的。

除了查詢和刪除之外，還有更新操作，同樣的更新操作在大多數場景下也是天然冪等的，其例外是也會存在ABA的問題，更重要的是，比如執行update table set a = a + 1 where v = 1這樣的更新就非冪等了。

最后，就還剩插入了，插入大多數情況下都是非冪等的，除非是利用數據庫唯一索引來保證數據不會重復產生。

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三、為什么需要冪等

1.超時重試

當發起一次RPC請求時，難免會因為網絡不穩定而導致請求失敗，一般遇到這樣的問題我們希望能夠重新請求一次，正常情況下沒有問題，但有時請求實際上已經發出去了，只是在請求響應時網絡異常或者超時，此時，請求方如果再重新發起一次請求，那被請求方就需要保證冪等了。

2.異步回調

異步回調是提升系統接口吞吐量的一種常用方式，很明顯，此類接口一定是需要保證冪等性的。

3.消息隊列

現在常用的消息隊列框架，比如：Kafka、RocketMQ、RabbitMQ在消息傳遞時都會采取At least once原則（也就是至少一次原則，在消息傳遞時，不允許丟消息，但是允許有重復的消息），既然消息隊列不保證不會出現重復的消息，那消費者自然要保證處理邏輯的冪等性了。

四、實現冪等的關鍵因素

關鍵因素1

冪等唯一標識，可以叫它冪等號或者冪等令牌或者全局ID，總之就是客戶端與服務端一次請求時的唯一標識，一般情況下由客戶端來生成，也可以讓第三方來統一分配。

關鍵因素2

有了唯一標識以后，服務端只需要確保這個唯一標識只被使用一次即可，一種常見的方式就是利用數據庫的唯一索引。

五、注解實現冪等性

下面演示一種利用Redis來實現的方式。

1.自定義注解

importjava.lang.annotation.ElementType;
importjava.lang.annotation.Retention;
importjava.lang.annotation.RetentionPolicy;
importjava.lang.annotation.Target;

@Target(value=ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public@interfaceIdempotent{

/**
*參數名，表示將從哪個參數中獲取屬性值。
*獲取到的屬性值將作為KEY。
*
*@return
*/
Stringname()default"";

/**
*屬性，表示將獲取哪個屬性的值。
*
*@return
*/
Stringfield()default"";

/**
*參數類型
*
*@return
*/
Classtype();

}

2.統一的請求入參對象

@Data
publicclassRequestData<T>{

privateHeaderheader;

privateTbody;

}


@Data
publicclassHeader{

privateStringtoken;

}

@Data
publicclassOrder{

StringorderNo;

}

3.AOP處理

importcom.springboot.micrometer.annotation.Idempotent;
importcom.springboot.micrometer.entity.RequestData;
importcom.springboot.micrometer.idempotent.RedisIdempotentStorage;
importorg.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
importorg.aspectj.lang.annotation.Around;
importorg.aspectj.lang.annotation.Aspect;
importorg.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
importorg.aspectj.lang.reflect.MethodSignature;
importorg.springframework.stereotype.Component;

importjavax.annotation.Resource;
importjava.lang.reflect.Method;
importjava.util.Map;

@Aspect
@Component
publicclassIdempotentAspect{

@Resource
privateRedisIdempotentStorageredisIdempotentStorage;

@Pointcut("@annotation(com.springboot.micrometer.annotation.Idempotent)")
publicvoididempotent(){
}

@Around("idempotent()")
publicObjectmethodAround(ProceedingJoinPointjoinPoint)throwsThrowable{
MethodSignaturesignature=(MethodSignature)joinPoint.getSignature();
Methodmethod=signature.getMethod();
Idempotentidempotent=method.getAnnotation(Idempotent.class);

Stringfield=idempotent.field();
Stringname=idempotent.name();
ClassclazzType=idempotent.type();

Stringtoken="";

Objectobject=clazzType.newInstance();
MapparamValue=AopUtils.getParamValue(joinPoint);
if(objectinstanceofRequestData){
RequestDataidempotentEntity=(RequestData)paramValue.get(name);
token=String.valueOf(AopUtils.getFieldValue(idempotentEntity.getHeader(),field));
}

if(redisIdempotentStorage.delete(token)){
returnjoinPoint.proceed();
}
return"重復請求";
}
}
importorg.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
importorg.aspectj.lang.reflect.CodeSignature;

importjava.lang.reflect.Field;
importjava.util.HashMap;
importjava.util.Map;

publicclassAopUtils{

publicstaticObjectgetFieldValue(Objectobj,Stringname)throwsException{
Field[]fields=obj.getClass().getDeclaredFields();
Objectobject=null;
for(Fieldfield:fields){
field.setAccessible(true);
if(field.getName().toUpperCase().equals(name.toUpperCase())){
object=field.get(obj);
break;
}
}
returnobject;
}


publicstaticMapgetParamValue(ProceedingJoinPointjoinPoint){
Object[]paramValues=joinPoint.getArgs();
String[]paramNames=((CodeSignature)joinPoint.getSignature()).getParameterNames();
Mapparam=newHashMap<>(paramNames.length);

for(inti=0;ireturnparam;
}
}

4.Token值生成

importcom.springboot.micrometer.idempotent.RedisIdempotentStorage;
importcom.springboot.micrometer.util.IdGeneratorUtil;
importorg.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
importorg.springframework.web.bind.annotation.RestController;

importjavax.annotation.Resource;

@RestController
@RequestMapping("/idGenerator")
publicclassIdGeneratorController{

@Resource
privateRedisIdempotentStorageredisIdempotentStorage;

@RequestMapping("/getIdGeneratorToken")
publicStringgetIdGeneratorToken(){
StringgenerateId=IdGeneratorUtil.generateId();
redisIdempotentStorage.save(generateId);
returngenerateId;
}

}
publicinterfaceIdempotentStorage{

voidsave(StringidempotentId);

booleandelete(StringidempotentId);
}
importorg.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
importorg.springframework.stereotype.Component;

importjavax.annotation.Resource;
importjava.io.Serializable;
importjava.util.concurrent.TimeUnit;

@Component
publicclassRedisIdempotentStorageimplementsIdempotentStorage{

@Resource
privateRedisTemplateredisTemplate;

@Override
publicvoidsave(StringidempotentId){
redisTemplate.opsForValue().set(idempotentId,idempotentId,10,TimeUnit.MINUTES);
}

@Override
publicbooleandelete(StringidempotentId){
returnredisTemplate.delete(idempotentId);
}
}
importjava.util.UUID;

publicclassIdGeneratorUtil{

publicstaticStringgenerateId(){
returnUUID.randomUUID().toString();
}

}

5. 請求示例

調用接口之前，先申請一個token，然后帶著服務端返回的token值，再去請求。

importcom.springboot.micrometer.annotation.Idempotent;
importcom.springboot.micrometer.entity.Order;
importcom.springboot.micrometer.entity.RequestData;
importorg.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;
importorg.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
importorg.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
@RequestMapping("/order")
publicclassOrderController{

@RequestMapping("/saveOrder")
@Idempotent(name="requestData",type=RequestData.class,field="token")
publicStringsaveOrder(@RequestBodyRequestDatarequestData){
return"success";
}

}

請求獲取token值。

帶著token值，第一次請求成功。

第二次請求失敗。