在 IT 的很多術(shù)語(yǔ)中，正向解釋非常難，反向描述反而更容易懂。冪等性處理就是這類。

舉兩個(gè)數(shù)據(jù)處理時(shí)，非冪等性常見(jiàn)的場(chǎng)景：

1.在創(chuàng)建訂單時(shí)，偶有因網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)，癡呆，掉線等因素，造成客戶端與服務(wù)器之間通訊不暢。比如，客戶端發(fā)起請(qǐng)求后，在約定時(shí)間內(nèi)(通常 30秒)，沒(méi)有得到服務(wù)器的反饋，導(dǎo)致重復(fù)發(fā)起創(chuàng)建訂單的請(qǐng)求，實(shí)際上前面看似失敗的訂單已創(chuàng)建成功，最終造成創(chuàng)建兩個(gè)甚至多個(gè)同樣的訂單

2.重復(fù)扣款，扣庫(kù)存。這個(gè)是最不能容忍的。如前所述，客戶端重新不斷發(fā)起扣款、扣庫(kù)存的請(qǐng)求，會(huì)導(dǎo)致賬目混亂。

由此可見(jiàn)，做好程序的冪等性處理，非常重要!

很多教科書，會(huì)籠統(tǒng)的說(shuō)，冪等性處理是一種最終返回結(jié)果一致的程序處理。這么講，不完美。冪等性處理，不僅對(duì)結(jié)果有約束，對(duì)處理造成的負(fù)面影響也有約束。

來(lái)看關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的 DML 的冪等性處理。在庫(kù)存管理軟件中，對(duì)同一批貨物操作增刪改，就可能帶來(lái)負(fù)面影響。

比如在蘋果門店的倉(cāng)庫(kù)管理軟件中，某天門店客流量非常大，操作庫(kù)存也比平時(shí)頻繁了很多。這樣一來(lái)，給庫(kù)存管理就帶來(lái)了風(fēng)險(xiǎn)。

比如某臺(tái)結(jié)算終端，就因?yàn)樵L問(wèn)人數(shù)過(guò)多，經(jīng)常掉線，超時(shí)。小王好不容易賣出去兩臺(tái)，結(jié)果死活就是結(jié)賬不成功，連續(xù)操作4,5次后無(wú)果后，小王叫店長(zhǎng)來(lái)重啟了電腦。

等重啟后，結(jié)算是成功了，但庫(kù)存為 0 了。店長(zhǎng)跑去倉(cāng)庫(kù)一看，10 臺(tái) iPhone 13 都好好躺在那里，為什么庫(kù)存為 0 了呢?

這就是非冪等性處理造成的。客戶端發(fā)起交易后，網(wǎng)絡(luò)堵塞，結(jié)賬請(qǐng)求一直沒(méi)發(fā)成功。等計(jì)算機(jī)重啟后，連續(xù)將之前的訂單，重復(fù)發(fā)送了 10次，結(jié)果庫(kù)存全扣沒(méi)了。

看下庫(kù)存表的設(shè)計(jì)：

create table ProductInventory(
ProductLotId INT,
ProductName VARCHAR(200),
ProductInventoryVolume INT )

iPhone 13 庫(kù)存是這樣的：

ProductLotId   ProductName   ProductInventoryVolume
A0001           iPhone13     10

更新程序也挺簡(jiǎn)單：

UPDATE ProductInventory 
SET ProductInventoryVolume = ProductInventoryVolume - 1
WHERE ProductLotId = 'A0001'

由此可見(jiàn)，是連續(xù)的交易請(qǐng)求，讓庫(kù)存清 0 了。

于是，第一種冪等性處理方法就來(lái)了 - UUID 通用唯一標(biāo)識(shí)符：

CREATE TABLE ProductSalesTransactionAudit(
  AuditId BIGINT,
  RequestUUID UniqueIdentifier,
  RequestCompleted BIT )

在每次請(qǐng)求中，加入一個(gè) RequestUUID(Universally Unique Identifier，通用唯一標(biāo)識(shí)符, Java/C#/Python 等編程語(yǔ)言均有實(shí)現(xiàn) UUID 的庫(kù))

在數(shù)據(jù)庫(kù)端維護(hù)一張表 ProductSalesTransactionAudit，若有請(qǐng)求被數(shù)據(jù)庫(kù)接收到，先去該表查詢是否存在.

若存在且 RequestCompleted 為1，就表示該請(qǐng)求被數(shù)據(jù)庫(kù)正確處理過(guò)，可以跳過(guò)這次處理，并將 RequestCompleted 返回給客戶端;沒(méi)有，則在這表里插入一行，且把數(shù)據(jù)庫(kù)的處理結(jié)果，更新到 RequestCompleted.

這樣，一個(gè)可行的冪等性處理，就完成了。但不是十分完美，因?yàn)樵摫頂?shù)據(jù)量，會(huì)顯著性增長(zhǎng)，造成性能緩慢。

于是，要尋找下一種冪等性處理方案。

接下來(lái)再看這個(gè)例子，依舊是以蘋果這家門店為例。

某天倉(cāng)庫(kù)中剩余 10只 iPhone 13. 小王和小黃同時(shí)銷售出去 2只，理論上剩下 6只。按照正常操作，小王和小黃在操作庫(kù)存時(shí)，同時(shí)看到有 10只，每人減去 2只，剩余 8只，由于看不到對(duì)方的操作，因此顯示 8只剩余時(shí)，兩個(gè)人都沒(méi)覺(jué)得庫(kù)存錯(cuò)了。

create table ProductInventory(
  ProductLotId INT,
  ProductName VARCHAR(200),
  ProductInventoryVolume INT )

小王和小黃，同時(shí)查詢 iPhone 的庫(kù)存時(shí)，是這樣:

ProductLotId     ProductName    ProductInventoryVolume
A0001            iPhone 13      10

他倆抓取后，經(jīng)過(guò)他倆各自的本地計(jì)算(網(wǎng)頁(yè)端或手持設(shè)備)，變成了這樣:

ProductLotId   ProductName   ProductInventoryVolume
A0001           iPhone 13     8

當(dāng)他們把本地?cái)?shù)據(jù)上傳時(shí)，無(wú)論誰(shuí)先，數(shù)據(jù)庫(kù)最終的 iPhone 13 的存量，都成了 8. 但事實(shí)上，錯(cuò)的離譜，店長(zhǎng)要罵娘!

那么平時(shí)我們?cè)O(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，該怎么處理這種意料中的錯(cuò)誤呢，這里涉及到事務(wù)管理的技巧。

有一種樂(lè)觀派做法是，在庫(kù)存表上，加一列，標(biāo)識(shí)行的版本。當(dāng)本行數(shù)據(jù)更新時(shí)，首先對(duì)比這個(gè)版本列，若相同，則更新，若不同，則報(bào) ”您修改的數(shù)據(jù)，已被其他人搶先更新，請(qǐng)確定后再次保存“ 的提示，最后標(biāo)識(shí)列會(huì)被自動(dòng)更新。

接下來(lái)，實(shí)現(xiàn)上面這種版本控制的做法：

create table ProductInventory(
ProductLotId INT,
ProductName VARCHAR(200),
ProductInventoryVolume INT，
ProductLotTS timestamp)

原庫(kù)存是這樣：

ProductLotId   ProductName   ProductInventoryVolume    ProductLotTS
A0001         iPhone 13       10                        2022050114364700001

他倆抓取后，經(jīng)過(guò)各自的本地計(jì)算，變成了這樣:

ProductLotId ProductName ProductInventoryVolume   ProductLotTS
A0001       iPhone 13     8                      2022050114364700001

當(dāng)小王上傳數(shù)據(jù)時(shí)，程序會(huì)同時(shí)以 A0001 + 2022050114364700001 作為更新條件，先將 ProductInventoryVolume 更新成8，同時(shí)因 timestamp 是系統(tǒng)自動(dòng)更新的對(duì)象，已經(jīng)變成了 2022050114364700002 .

等到小黃再更新，程序也同樣同時(shí)以 A0001 + 2022050114364700001 作為更新條件，發(fā)現(xiàn) ProductLotTS 已經(jīng)改變了，意味著在讀取數(shù)據(jù)后，有別人先一步做了更新，此時(shí)小黃更新庫(kù)存就會(huì)失敗。他必須重新讀取數(shù)據(jù)后，再操作。

只要一次更新成功，ProductLotTS 就會(huì)改變，即使相同的請(qǐng)求再發(fā)送一遍，也會(huì)因?yàn)?ProductLotTS 不匹配，導(dǎo)致失敗!

這就是第二種冪等性處理程序，不僅僅做了防重復(fù)處理，還能省去一張表的維護(hù)代價(jià)。