1 简介

在计算机中的知识是无法穷尽的。学得再多也可以难到人。

比如幂等性有时是一个令人困惑的概念，至少从定义来看是这样。

1.1 操作的幂等性。

幂等 计算是指 在应对同样的操作多次时，都不会产生额外的影响。
例如

从 集合 删除元素就是幂等的。
例如任何自然数的 加0 操作。
任何自然数 对1 乘除操作。

在计算机数据库中操作
在数据库中查找客户姓名和地址的函数通常是幂等的

	select 查询天然幂等；
	delete 删除也是幂等，删除同一个数据多次其效果一样;
	update 直接更新某个值时，幂等；
	update 更新累加操作的的结果，非幂等；
	insert 操作会每次都新增一条，非幂等；

在数学中幂等是 指 f(f(x)) = f(x) 的操作，对所有x都有效。比如 abs(x) abs(abs(x)) 所以abs是幂等的。

在python的 集合 set 有 discard 方法，discard方法从集合中删除元素。 如果元素不存在，则不执行任何操作。

set1.discard(x) 

与 多次操作完全一致

set1.discard(x)
set1.discard(x)

幂等操作 在网络通信协议中 常用来保证 ，如果操作是幂等的，那至少操作 一次 或 多次结果 没有坏处。

1.2 数据信息 幂等性

即当前位置的 当前数据信息 不 依赖于 当前位置的 旧数据

1.3 接口的幂等性实现

在 API 的上下文中，当发出多个相同的请求与发出单个请求具有相同的效果时，该 REST API 称为幂等的。

当我们设计 REST API 时，我们必须意识到 API 使用者可能会犯错误。
使用者可以这样编写客户端代码，以便对 API 进行重复请求。

1.3.1 客户端重复提交

用户注册，用户创建商品等操作，前端都会提交一些数据给后台服务，后台需要根据用户提交的数据在数据库中创建记录。

如果用户不小心多点了几次，后端收到了好几次提交，这时就会在数据库中重复创建了多条记录。这就是接口没有幂等性带来的 bug。

1.3.2 接口超时重试

对于给第三方调用的接口，有可能会因为网络原因而调用失败，这时，一般在设计的时候会对接口调用加上失败重试的机制。

如果第一次调用已经执行了一半时，发生了网络异常。这时再次调用时就会因为脏数据的存在而出现调用异常。

1.3.3 消息多次消费

在使用消息中间件来处理消息队列，且手动 ack 确认消息被正常消费时。

如果消费者突然断开连接，那么已经执行了一半的消息会重新放回队列。

当消息被其他消费者重新消费时，如果没有幂等性，就会导致消息重复消费时结果异常，如数据库重复数据，数据库数据冲突，资源重复等。

1.3.4 令牌Token机制

通过token 机制实现接口的幂等性,这是一种比较通用性的实现方法。 示意图如下： 具体流程步骤：

1. 客户端会先发送一个请求去获取 token，服务端会生成一个全局唯一的 ID 作为 token 保存在 redis 中，同时把这个 ID 返回给客户端 
2. 客户端第二次调用业务请求的时候必须携带这个 token 
3. 服务端会校验这个 token，如果校验成功，则执	行业务，并删除 redis 中的 token 
4. 如果校验失败，则不执行。

1.3.5 基于数据库

这种实现方式是利用 mysql 唯一索引的特性。 示意图如下： 具体流程步骤：

    1. 建立一张去重表，其中某个字段需要建立唯一索引； 
    2. 客户端去请求服务端，服务端会将这次请求的一些信息插入这张去重表中； 
    3. 因为表中某个字段带有唯一索引，如果插入成功，证明表中没有这次请求的信息，则执行后续的业务逻辑； 
    4. 如果插入失败，则代表已经执行过当前请求，直接返回；

1.3.6 基于缓存

这种实现方式是基于 SETNX 命令实现的 SETNX key value：

将 key 的值设为 value ，当且仅当 key 不存在。

若给定的 key 已经存在，则 SETNX 不做任何动作。 该命令在设置成功时返回 1，设置失败时返回 0。

具体流程步骤： 1. 客户端先请求服务端，会拿到一个能代表这次请求业务的唯一字段 2. 将该字段以 SETNX 的方式存入 redis 中，并根据业务设置相应的超时时间。

这几种实现幂等的方式其实都是大同小异的，类似的还有使用状态机、悲观锁、乐观锁的方式来实现，都是比较简单的。

总之，当你去设计一个接口的时候，幂等都是首要考虑的问题，特别是当你负责设计转账、支付这种涉及到 钱的接口。

2 小结

幂等是一个时髦的词，经常吸引人们。

从 RESTful 服务的角度来看，要使操作（或服务调用）是幂等的，客户端可以重复进行相同的调用，同时产生相同的结果。

换句话说，发出多个相同的请求与发出单个请求的效果相同。

请注意，虽然幂等操作在服务器上产生相同的结果（没有副作用），但响应本身可能不同（例如，资源的状态可能会在请求之间更改）。

PUT 和 DELETE 方法被定义为幂等的。但是，删除有一个警告。

DELETE 的问题（如果成功，通常会返回 200（正常）或 204（无内容），通常会在后续调用中返回 404（未找到），除非服务配置为“标记”要删除的资源而不实际删除它们。

但是，当服务实际删除资源时，下一个调用将找不到要删除的资源并返回 404。但是，每次 DELETE 调用后，服务器上的状态是相同的，但响应是不同的。

GET、HEAD、OPTIONS 和 TRACE 方法被定义为安全的，这意味着它们仅用于检索数据。

这使得它们也是幂等的，因为多个相同的请求将具有相同的行为。

之后的几个章节，我们将在python中实现。