如何实现一个幂等接口

首先我们要搞清楚，何为幂等。幂等本来是一个数学中的概念，即使f(x)=f(f(x))。引入到计算机领域后，指对同一个接口或方法，使用同样的条件，一次请求和任意多次请求对系统的影响是一致的。
那通常我们有哪些手段来实现一个幂等接口或幂等函数呢？
我们还是先来将接口分下类，将接口分为查询，删除和交易类型：

1. 查询类型：
查询类型的接口，天然具有幂等性，因为查询交易一般不会对系统资源进行变更。比如根据用户的userId，查询用户的账户余额。如果账户的余额没有变化，那么查询一次得到的结果和查询多次得到的结果肯定是一样的。

2. 删除类型：
删除类型的接口，也一般都是幂等的，比如根据流水号，删除用户的操作记录。同样的流水号，删除一次，删除多次，返回的结果可能不一样，但影响是一样的，都只是把这条数据删除了。

3. 交易类型：
我们讨论的主角应该是交易类型。比如说转账，如果用户只操作了一次转账，但因为客户端调用服务端超时重发，或者使用了MQ的系统，MQ消息重发，又或者单纯的系统BUG，导致服务端转账接口被调用了2次或更多次，那如何控制调用多次和调用1次，对用户的影响是一样的呢？即用户最终只是转了一笔钱。这也就是我们今天的话题，如何保证交易的幂等性。
接口幂等通常的设计方法通常有：

a)：运用数据库的唯一索引进行控制：
对于上面转账的例子。在设计服务端系统的转账接口时，可以在接口上设计一个流水号，或者一个转账ID。客户端在调用服务端时，需要将转账ID传送到服务端。服务端接收到消息后，先保存一条转账交易记录transfer_log。transfer_log中将转账ID设计成唯一索引，这样如果客户端一次转账交易调用了服务端多次，但多次用的是同一个转账ID，那么服务端只有在第一次接收到该转账ID时，可以成功入库，后续再接收到相同转账ID，因为数据库唯一索引的控制，会入库失败，入库失败后，直接中断后续操作直接返回客户端一个错误码，告诉该次转账重复。这样就可以保证同样一个转账ID，无论客户端调用几次，对服务端产生的影响都是跟调用1次是一样的。

b): 运用数据库CAS机制(乐观锁)。
还是转账的例子，用户A账户有余额500元，需要转走100元。
b1: 客户端发起转账时，同时把用户当前余额上送给服务端。服务端进行账户余额扣减时，判断当前的余额和客户上送的余额是否一致。
update transfer set amout=amout-100 where userid = '用户A' and amount = 500。
上面这条语句意思就是，用户账户余额是500，转出100，如果余额不是500，就不转。这样如果用户A的转账命令，客户端只会成功执行1次，执行第2次时，因为余额肯定已经不是500了，不会执行成功，这样也是实现了该交易的幂等性。

b2: b1方案确实可以实现转账交易的幂等性，但有一个漏洞。如果用户的操作步骤是下面这样的，就会出现问题：
第一步：用户A有余额500元，在手机上进行转账100元，因为某种原因，比如MQ消息重发。服务端分别在第1分钟，和第5分钟收到了重复的两条消息。第一条消息服务端处理完成，成功从用户A账户转走100元，用户余额现在变成了400元。
第二步：用户A当前余额为400元，用户B在第3分钟给用户A转入了100元，第3分钟时，用户A的余额又变成了500元。
第三步：第5分钟，第一步的重复消息到达服务端，服务端又进行成功的从用户A账户上转走了100元，因为这个时候用户余额已经恢复到了500元，update语句的条件成立，但其实是做了重复转账，这是不能接受的。
那这种情况我们可以怎样进行处理呢？
我们可以在transfer表里增加一个version字段。转账交易，客户端必须将version传到服务器，每次发生转入转出，余额有变化时，就将version加1，语句如下：
update transfer set amount-100, version=version+1 where userid = '账户A' and version=1
像这样，通过version来控制金额的变化，就可以解决通过余额来控制金额变化带来的问题。

c): 使用状态机进行控制：
还是上面转账的例子。假如客户端转账中很多步骤，每一步都会更新一个状态，我们就可以通过状态机来实现幂等。
比如转账交易中，服务端有四步操作，每步都记录状态。
1-校验用户信息通过。
2-校验账户状态通过。
3-校验余额通过
4-发起转账。
转账必须必须是在校验余额通过后，我们就可以通过状态机来控制及数据库的CAS机制来实现幂等。
update transfer set status = 4 where transfer_id = '001' and status = 3;
因为同一笔转账ID，status状态由3转为4，只能是1次成功，第二调用，由于条件中的status=3必定不成立，更新也不会成功。也可以控制同一个转账ID，必然只会进行一次转账。