相关支付业务测试中如何保证幂等性

听到幂等性这个词时，是不是内心一阵恐慌？What？幂等性是个什么鬼？测过相关支付的业务，但没听过幂等性啊？别方，其实就是数据一致性和事务完整性。
本文转载自Qtest之道。

什么是幂等

数学上的定义：f(f(x))=f(x)。x被函数f作用一次和作用无限次的结果是一样的。幂等性应用在软件系统中，可以把它简单定义为：某个函数或者某个接口使用相同参数调用一次或者无限次，其造成的后果是一致的，在实际应用中一般针对于接口进行幂等性设计。例如：

1. 前端重复提交选中的数据，后台应该只产生对应本次提交的一个响应结果。
2. 用户发起一笔付款请求，应该只扣除用户账号一次钱，即使遇到网络重发或系统bug重发时，也只扣除一次钱。
3. 创建业务订单时，一次业务请求只能创建一个订单

为什么要做幂等

如上文问题一中示例所述，可知，如果支付相关接口不保证幂等性。可能会造成很严重的后果，例如：

1. 前端重复提交选中的数据，后台可能会产生多个响应结果，数据不能保持一致性。
2. 用户发起一笔付款请求，如果遇到网络超时，同一个请求重复发送多次，可能造成用户账号多次扣款。
3. 创建业务订单时，一次业务请求可能会产生多个订单。

所以说保证接口的幂等性是非常重要的。

如何保证幂等性

幂等需要通过唯一的业务单号来保证。也就是说相同的业务单号，认为是同一笔业务。使用这个唯一的业务单号来确保，后面多次的相同的业务单号的处理逻辑和执行效果是一致的。 下面以支付为例，在不考虑并发的情况下，实现幂等很简单：①先查询一下订单是否已经支付过；②如果已经支付过，则返回支付成功；如果没有支付，进行支付流程，修改订单状态为‘已支付’。

防重复提交策略

上述的保证幂等方案是分成两步的，第②步依赖第①步的查询结果，无法保证原子性的。在高并发下就会出现下面的情况：第二次请求在第一次请求第②步订单状态还没有修改为‘已支付状态’的情况下到来。既然得出了这个结论，余下的问题也就变得简单：把查询和变更状态操作加锁，将并行操作改为串行操作。

乐观锁

如果只是更新已有的数据，没有必要对业务进行加锁，设计表结构时使用乐观锁，一般通过version来做乐观锁，这样既能保证执行效率，又能保证幂等。例如： UPDATE tab1 SET col1=1,version=version+1 WHERE version=#version# 。但是，乐观锁存在失效的情况，就是常说的ABA问题。如果version版本一直是自增的就不会出现ABA的情况。

防重表

使用订单号orderNo做为去重表的唯一索引，*每次请求都根据订单号向去重表中插入一条数据。第一次请求查询订单支付状态，当然订单没有支付，进行支付操作，无论成功与否，执行完后更新订单状态为成功或失败，删除去重表中的数据。后续的订单因为表中唯一索引而插入失败，则返回操作失败，直到第一次的请求完成（成功或失败）。可以看出防重表作用是加锁的功能。

分布式锁

这里使用的防重表可以使用分布式锁代替，比如Redis。订单发起支付请求，支付系统会去Redis缓存中查询是否存在该订单号的Key，如果不存在，则向Redis增加Key为订单号。查询订单支付已经支付，如果没有则进行支付，支付完成后删除该订单号的Key。通过Redis做到了分布式锁，只有这次订单支付请求完成，下次请求才能进来。相比去重表，将并发做到了缓存中，较为高效。思路相同，同一时间只能完成一次支付请求。

token令牌

这种方式分成两个阶段：申请token阶段和支付阶段。 第一阶段，在进入到提交订单页面之前，需要订单系统根据用户信息向支付系统发起一次申请token的请求，支付系统将token保存到Redis缓存中，为第二阶段支付使用。 第二阶段，订单系统拿着申请到的token发起支付请求，支付系统会检查Redis中是否存在该token，如果存在，表示第一次发起支付请求，删除缓存中token后开始支付逻辑处理；如果缓存中不存在，表示非法请求。 实际上这里的token是一个信物，支付系统根据token确认操作权限。缺点是需要系统间交互两次，流程较上述方法复杂一些。

状态机

对于很多业务是有一个业务流转状态的，每个状态都有前置状态和后置状态，以及最后的结束状态。例如流程的待审批，审批中，驳回，重新发起，审批通过，审批拒绝。订单的待提交，待支付，已支付，取消。

以订单为例，已支付的状态的前置状态只能是待支付，而取消状态的前置状态只能是待支付，通过这种状态机的流转我们就可以控制请求的幂等。

public enum OrderStatusEnum {

    UN_SUBMIT(0, 0, "待提交"),
    UN_PADING(0, 1, "待支付"),
    PAYED(1, 2, "已支付待发货"),
    DELIVERING(2, 3, "已发货"),
    COMPLETE(3, 4, "已完成"),
    CANCEL(0, 5, "已取消"),
    ;

    //前置状态
    private int preStatus;

    //状态值
    private int status;

    //状态描述
    private String desc;

    OrderStatusEnum(int preStatus, int status, String desc) {
        this.preStatus = preStatus;
        this.status = status;
        this.desc = desc;
    }

    //...
}

假设当前状态是已支付，这时候如果支付接口又接收到了支付请求，则会抛异常或拒绝此次处理。

支付缓冲区

把订单的支付请求都快速地接下来，一个快速接单的缓冲管道。后续使用异步任务处理管道中的数据，过滤掉重复的待支付订单。优点是同步转异步，高吞吐量。缺点是不能及时地返回支付结果，需要后续监听支付结果的异步返回。

转自：相关支付业务测试中如何保证幂等性
参考：我们来谈下高并发和分布式中的幂等处理