微服务架构的idempotency问题及设计思路,你一定不知道的一些idempotency方案
微服务架构之幂等性问题及设计思想,你不得不知的一些幂等方案
前言
小伙伴们有没有遇到过生产环境经常出现过重复的数据?在排查问题的时候,数据又是正常的。这个是何解呢?怎么会出现这种情况,而且还很难排查问题。今天我给大家分享一下这里的原因,以及解决方案。
罪魁祸首
产生重复数据或数据不一致(假定程序业务代码没问题),绝大部分就是发生了重复的请求,重复请求是指同一个请求因为某些原因被多次提交。导致这个情况会有几种场景:
1)微服务场景,在我们传统应用架构中调用接口,要么成功,要么失败。但是在微服务架构下,会有第三个情况【未知】,也就是超时。如果超时了,微服务框架会进行重试。2)用户交互的时候多次点击。如:快速点击按钮多次。3)MQ消息中间件,消息重复消费4)第三方平台的接口(如:支付成功回调接口),因为异常也会导致多次异步回调 5)其他中间件/应用服务根据自身的特性,也有可能进行重试。
我们知道了发生的原因,本质就是多次请求了,那如何解决呢?
幂等性
有些小伙伴们会想到幂等这个词,是的,就是我们在设计某些接口时,要考虑如何保证接口幂等,那什么是接口幂等呢?
网上是这样介绍的【接口的幂等性实际上就是接口可重复调用,在调用方多次调用的情况下,接口最终得到的结果是一致的】
网上的说法定义,有点不是太正确,我们看下怎么不正确
如一个线程请求用户列表接口:select * from user,返回用户表中的数据,而另一个线程往用户表插入数据。那请求用户列表的线程返回的数据每次都不一样,那按照上面的说法,查询用户列表的接口就不是幂等的,这显然是不正确的。
老顾的理解应该是多次调用对系统的产生的影响是一样的,即对资源的作用是一样的,但是返回值允许不同。
幂等场景
我们来看一下SQL相关业务是否幂等?
一、查询,select * from user where xxx,不会对数据产生任何变化,具备幂等性。
二、新增,insert into user(userid,name) values(1,'a'),
如userid为唯一主键,即重复操作上面的业务,只会插入一条用户数据,具备幂等性。如userid不是主键,可以重复,那上面业务多次操作,数据都会新增多条,不具备幂等性。
三、修改,区分直接赋值和计算赋值。
1、直接赋值,update user set point = 20 where userid=1,不管执行多少次,point都一样,具备幂等性。2、计算赋值,update user set point = point + 20 where userid=1,每次操作point数据都不一样,不具备幂等性。
四、删除,delete from user where userid=1,多次操作,结果一样,具备幂等性。
上面场景中,我们发现新增没有唯一主键约束的数据,和修改计算赋值型操作都不具备幂等性
那怎么去解决呢?
网上介绍很多,但介绍的太简单了,且关键点都没有介绍到。老顾这里只介绍常用的方案
token机制
token方式的流程,上一张图,比较清晰
微服务架构之幂等性问题及设计思想,你不得不知的一些幂等方案
上图就是token+redis的幂等方案,适用绝大部分场景。主要思想:
1、服务端提供了发送token的接口。我们在分析业务的时候,哪些业务是存在幂等问题的,就必须在执行业务前,先去获取token,服务器会把token保存到redis中。(微服务肯定是分布式了,如果单机就适用jvm缓存)。2、然后调用业务接口请求时,把token携带过去,一般放在请求头部。3、服务器判断token是否存在redis中,存在表示第一次请求,可以继续执行业务,执行业务完成后,最后需要把redis中的token删除。4、如果判断token不存在redis中,就表示是重复操作,直接返回重复标记给client,这样就保证了业务代码,不被重复执行。
这种方案是比较常用的方案,也是网上经常介绍的,但是有一点不同的地方:
网上方案:检验token存在(表示第一次请求)后,就立刻删除token,再进行业务处理上面方案:检验token存在(表示第一次请求)后,先进行业务处理,再删除token
关键点就是 先删除token,还是后删除token。
一、网上方案缺点
我们看下网上方案,先删除token,这是出现系统问题导致业务处理出现异常,业务处理没有成功,接口调用方也没有获取到明确的结果,然后进行重试,但token已经删除掉了,服务端判断token不存在,认为是重复请求,就直接返回了,无法进行业务处理了。
二、上面方案缺点
后删除token也是会存在问题的,如果进行业务处理成功后,删除redis中的token失败了,这样就导致了有可能会发生重复请求,因为token没有被删除
小伙伴们有没有发现,其实上面的问题就是数据库和缓存redis数据不一致的问题。之前老顾分享了一篇文章,里面详细介绍了如何解决数据库和缓存redis数据不一致的问题。小伙伴们可自行查阅。
其实根据这个场景的业务,可以有个简单的处理方式。老顾推荐是网上方案先删除token,先保证不会因为重复请求,业务数据出现问题。顶多再让用户处理一次。
出现业务异常,可以让调用方配合处理一下,重新获取新的token,再次由业务调用方发起重试请求就ok了。
token机制缺点
小伙伴们有没有发现,业务请求每次请求,都会有额外的请求(一次获取token请求、判断token是否存在的业务)。其实真实的生产环境中,1万请求也许只会存在10个左右的请求会发生重试,为了这10个请求,我们让9990个请求都发生了额外的请求。(当然redis性能很好,耗时不会太明显)
乐观锁机制
关于乐观锁老顾之前也讲过,大家可以去查阅。乐观锁这里解决了计算赋值型的修改场景。我们对之前的sql语句进行修改。
<pre style="-webkit-tap-highlight-color: transparent; box-sizing: border-box; font-family: Consolas, Menlo, Courier, monospace; font-size: 16px; white-space: pre-wrap; position: relative; line-height: 1.5; color: rgb(153, 153, 153); margin: 1em 0px; padding: 12px 10px; background: rgb(244, 245, 246); border: 1px solid rgb(232, 232, 232); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">update user
set point = point + 20, version = version + 1
where
userid=1
and
version=1
</pre>
加上了版本号后,就让此计算赋值型业务,具备了幂等性。
乐观锁机制缺点
就是在操作业务前,需要先查询出当前的version版本
唯一主键机制
这个机制是利用了数据库的主键唯一约束的特性,解决了在insert场景时幂等问题。但主键的要求不是自增的主键,这样就需要业务生成全局唯一的主键,之前老顾的文章也介绍过分布式唯一主键ID的生成,可自行查阅。如果是分库分表场景下,路由规则要保证相同请求下,落地在同一个数据库和同一表中,要不然数据库主键约束就不起效果了,因为是不同的数据库和表主键不相关。因为对主键有一定的要求,这个方案就跟业务有点耦合了,无法用自增主键了。
去重表机制
这个方案业务中要有唯一主键,这个去重表中只要一个字段就行,设置唯一主键约束,当然根据业务自行添加其他字段。主要流程上图
微服务架构之幂等性问题及设计思想,你不得不知的一些幂等方案
上面的主要流程就是 把唯一主键插入去重表,再进行业务操作,且他们在同一个事务中。这个保证了重复请求时,因为去重表有唯一约束,导致请求失败,避免了幂等问题。
这里要注意的是,去重表和业务表应该在同一库中,这样就保证了在同一个事务,即使业务操作失败了,也会把去重表的数据回滚。这个很好的保证了数据一致性。
这个方案也是比较常用的,去重表是跟业务无关的,很多业务可以共用同一个去重表,只要规划好唯一主键就行了。
总结
上面介绍了一些幂等方案,小伙伴们根据自身的业务进行选择,尽量不要让系统变的复杂,所以推荐唯一主键和乐观锁方式,因为实现比较简单。好了,今天就介绍到这里,谢谢大家!!!
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Spring MVC是一个基于Java的实现了MVC设计模式的请求驱动类型的轻量级Web框架,通过把Model,View,Controller分离,将web层进行职责解耦,把复杂的web应用分成逻辑清晰的几部分,简化开发,减少出错,方便组内开发人员之间的配合。 Spring MVC的工作原理了解嘛? image.png Springmvc的优点: (1)可以支持各种视图技术,而不仅仅局限于JSP; (2)与Spring框架集成(如IoC容器、AOP等); (3)清晰的角色分配:前端控制器(dispatcherServlet) , 请求到处理器映射(handlerMapping), 处理器适配器(HandlerAdapter), 视图解析器(ViewResolver)。 (4) 支持各种请求资源的映射策略。 Spring MVC的主要组件? (1)前端控制器 DispatcherServlet(不需要程序员开发) 作用:接收请求、响应结果,相当于转发器,有了DispatcherServlet 就减少了其它组件之间的耦合度。 (2)处理器映射器HandlerMapping(不需要程序员开发) 作用:根据请求的URL来查找Handler (3)处理器适配器HandlerAdapter 注意:在编写Handler的时候要按照HandlerAdapter要求的规则去编写,这样适配器HandlerAdapter才可以正确的去执行Handler。 (4)处理器Handler(需要程序员开发) (5)视图解析器 ViewResolver(不需要程序员开发) 作用:进行视图的解析,根据视图逻辑名解析成真正的视图(view) (6)视图View(需要程序员开发jsp) View是一个接口, 它的实现类支持不同的视图类型(jsp,freemarker,pdf等等) springMVC和struts2的区别有哪些? (1)springmvc的入口是一个servlet即前端控制器(DispatchServlet),而struts2入口是一个filter过虑器(StrutsPrepareAndExecuteFilter)。 (2)springmvc是基于方法开发(一个url对应一个方法),请求参数传递到方法的形参,可以设计为单例或多例(建议单例),struts2是基于类开发,传递参数是通过类的属性,只能设计为多例。 (3)Struts采用值栈存储请求和响应的数据,通过OGNL存取数据,springmvc通过参数解析器是将request请求内容解析,并给方法形参赋值,将数据和视图封装成ModelAndView对象,最后又将ModelAndView中的模型数据通过reques域传输到页面。Jsp视图解析器默认使用jstl。 SpringMVC怎么样设定重定向和转发的? (1)转发:在返回值前面加"forward:",譬如"forward:user.do?name=method4" (2)重定向:在返回值前面加"redirect:",譬如"redirect:http://www.baidu.com" SpringMvc怎么和AJAX相互调用的? 通过Jackson框架就可以把Java里面的对象直接转化成Js可以识别的Json对象。具体步骤如下 : (1)加入Jackson.jar (2)在配置文件中配置json的映射 (3)在接受Ajax方法里面可以直接返回Object,List等,但方法前面要加上@ResponseBody注解。 如何解决POST请求中文乱码问题,GET的又如何处理呢? (1)解决post请求乱码问题: 在web.xml中配置一个CharacterEncodingFilter过滤器,设置成utf-8; <filter> <filter-name>CharacterEncodingFilter</filter-name> <filter-class>org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter</filter-class> <init-param> <param-name>encoding</param-name> <param-value>utf-8</param-value> </init-param> </filter> <filter-mapping> <filter-name>CharacterEncodingFilter</filter-name> <url-pattern>/*</url-pattern> </filter-mapping> (2)get请求中文参数出现乱码解决方法有两个: ①修改tomcat配置文件添加编码与工程编码一致,如下: <ConnectorURIEncoding="utf-8" connectionTimeout="20000" port="8080" protocol="HTTP/1.1" redirectPort="8443"/> ②另外一种方法对参数进行重新编码: String userName = new String(request.getParamter("userName").getBytes("ISO8859-1"),"utf-8") ISO8859-1是tomcat默认编码,需要将tomcat编码后的内容按utf-8编码。 Spring MVC的异常处理 ? 统一异常处理: Spring MVC处理异常有3种方式: (1)使用Spring MVC提供的简单异常处理器SimpleMappingExceptionResolver; (2)实现Spring的异常处理接口HandlerExceptionResolver 自定义自己的异常处理器; (3)使用@ExceptionHandler注解实现异常处理; 统一异常处理的博客:https://blog.csdn.net/ctwy291314/article/details/81983103 SpringMVC的控制器是不是单例模式,如果是,有什么问题,怎么解决? 是单例模式,所以在多线程访问的时候有线程安全问题,不要用同步,会影响性能的,解决方案是在控制器里面不能写成员变量。(此题目类似于上面Spring 中 第5题 有两种解决方案) SpringMVC常用的注解有哪些? @RequestMapping:用于处理请求 url 映射的注解,可用于类或方法上。用于类上,则表示类中的所有响应请求的方法都是以该地址作为父路径。 @RequestBody:注解实现接收http请求的json数据,将json转换为java对象。 @ResponseBody:注解实现将conreoller方法返回对象转化为json对象响应给客户。 SpingMvc中的控制器的注解一般用那个,有没有别的注解可以替代? 一般用@Controller注解,也可以使用@RestController,@RestController注解相当于@ResponseBody + @Controller,表示是表现层,除此之外,一般不用别的注解代替。 如果在拦截请求中,我想拦截get方式提交的方法,怎么配置? 可以在@RequestMapping注解里面加上method=RequestMethod.GET。 怎样在方法里面得到Request,或者Session? 直接在方法的形参中声明request,SpringMVC就自动把request对象传入。 如果想在拦截的方法里面得到从前台传入的参数,怎么得到? 直接在形参里面声明这个参数就可以,但必须名字和传过来的参数一样。 如果前台有很多个参数传入,并且这些参数都是一个对象的,那么怎么样快速得到这个对象? 直接在方法中声明这个对象,SpringMVC就自动会把属性赋值到这个对象里面。 SpringMVC中函数的返回值是什么? 返回值可以有很多类型,有String, ModelAndView。ModelAndView类把视图和数据都合并的一起的。 SpringMVC用什么对象从后台向前台传递数据的? 通过ModelMap对象,可以在这个对象里面调用put方法,把对象加到里面,前台就可以拿到数据。 怎么样把ModelMap里面的数据放入Session里面? 可以在类上面加上@SessionAttributes注解,里面包含的字符串就是要放入session里面的key。 SpringMvc里面拦截器是怎么写的: 有两种写法,一种是实现HandlerInterceptor接口,另外一种是继承适配器类,接着在接口方法当中,实现处理逻辑;然后在SpringMvc的配置文件中配置拦截器即可: <!-- 配置SpringMvc的拦截器 --> <mvc:interceptors> <!-- 配置一个拦截器的Bean就可以了 默认是对所有请求都拦截 --> <bean id="myInterceptor" class="com.zwp.action.MyHandlerInterceptor"></bean> <!-- 只针对部分请求拦截 --> <mvc:interceptor> <mvc:mapping path="/modelMap.do" /> <bean class="com.zwp.action.MyHandlerInterceptorAdapter" /> </mvc:interceptor> </mvc:interceptors> 注解原理: 注解本质是一个继承了Annotation的特殊接口,其具体实现类是Java运行时生成的动态代理类。我们通过反射获取注解时,返回的是Java运行时生成的动态代理对象。通过代理对象调用自定义注解的方法,会最终调用AnnotationInvocationHandler的invoke方法。该方法会从memberValues这个Map中索引出对应的值。而memberValues的来源是Java常量池 三、Mybatis篇 什么是MyBatis? 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MyBatis里面的动态Sql一般是通过if节点来实现,通过OGNL语法来实现, 但是如果要写的完整,必须配合where,trim节点,where节点是判断包含节点有 内容就插入where,否则不插入,trim节点是用来判断如果动态语句是以and 或or 开始,那么会自动把这个and或者or取掉。 Mybatis是如何将sql执行结果封装为目标对象并返回的?都有哪些映射形式? 第一种是使用<resultMap>标签,逐一定义列名和对象属性名之间的映射关系。 第二种是使用sql列的别名功能,将列别名书写为对象属性名, 比如T_NAME AS NAME,对象属性名一般是name,小写, 但是列名不区分大小写,Mybatis会忽略列名大小写,
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