防訂單重複提交策略方法

背景

在業務開發中，我們常會面對防止重複請求的問題。當伺服器端對於請求的響應涉及資料的修改，或狀態的變更時，可能會造成極大的危害。重複請求的後果在交易系統、售後維權，以及支付系統中尤其嚴重。

前台操作的抖動，快速操作，網路通訊或者後端響應慢，都會增加後端重複處理的概率。前台操作去抖動和防快速操作的措施，我們首先會想到在前端做一層控制。當前端觸發操作時，或彈出確認介面，或disable入口並倒計時等等，此處不細表。但前端的限制僅能解決少部分問題，且不夠徹底，後端自有的防重複處理措施必不可少，義不容辭。

在介面實現中，我們常要求介面要滿足冪等性，來保證多次重複請求時只有一次有效。

查詢類的介面幾乎總是冪等的，但在包含諸如資料插入，多模組資料更新時，達到冪等性會比較難，尤其是高並行時的冪等性要求。比如第三方支付前台回撥和後台回撥，第三方支付批次回撥，慢效能業務邏輯（如使用者提交退款申請，商家同意退貨/退款等）或慢網路環境時，是重複處理的高發場景。

嘗試

這裡針對「使用者提交退款申請」的例子，說明一下嘗試過的防重複處理方法的效果。後端防重複處理的方式，我們先後嘗試了三種：

（1）基於DB中退款訂單狀態的驗證

這種方式簡單直觀，從DB查詢出來的退款詳情（包括狀態）往往還可以用在後續邏輯中，沒有花額外的工作專門應對重複請求的問題。

這種查詢狀態後進行驗證的邏輯，從程式碼上線後就一直存在於所有含狀態的業務邏輯處理中，必不可少。但對於防重複處理效果並不好：在前端新增防重複提交前，每週平均在25筆；前端優化後，每週降到7筆。這個數量佔總退款申請數的3%%，一個仍然無法接受的比例。

理論上，任意次請求只要在資料狀態更新之前都完成了查詢操作，則業務邏輯的重複處理就會發生。如下圖所示。優化的方向是減少查詢到更新之間業務處理時間，可降低空檔期的併行影響。極致情況下如果查詢和更新變成了原子操作，則就不存在我們當前的問題。

（2）基於快取資料狀態的驗證

Redis儲存查詢輕量快速。在request進來的時候，可以先記錄在快取中。後續進來的request每次進行驗證。整個流程處理完成，清除快取。以退款為例子：

I. 每次退款發起申請，讀取快取中是否有以orderId為key的值
II. 沒有，則往快取中寫入以orderId為key的value
III.有，則說明有該訂單的退款正在進行。
IV. 操作完清快取，或者快取存值的時候設定生命週期

與1）的發放相比，資料庫換成響應更快的快取。但是仍然不是原子操作。插入和讀取快取還是有時間間隔。在極致的情況下還是存在重複操作的情況。此方法優化後，每週1筆重複操作。

（3）利用唯一索引機制的驗證

需要原子性操作，想到了資料庫的唯一索引。新建一個TradeLock表：

CREATE TABLE `TradeLock` (
`id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`type` int(11) NOT NULL COMMENT '鎖型別',
`lockId` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '業務ID',
`status` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '鎖狀態',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='Trade鎖機制';

● 每次request進來則往表裡面插入資料：

成功，則可以繼續操作（相當於獲取鎖）；
失敗，則說明有操作在進行。

● 操作完成後，刪除此條記錄。（相當於釋放鎖）。

目前已經上線，等待下週的資料統計。

（4）基於快取的計數器驗證

由於資料庫的操作比較消耗效能，了解到redis的計數器也是原子性操作。果斷採用計數器。既可以提高效能，還不用儲存，而且能提升qps的峰值。

還是以訂單退款為例子：

● 每次request進來則新建一個以orderId為key的計數器，然後＋1。

如果>1（不能獲得鎖）: 說明有操作在進行，刪除。
如果=1（獲得鎖）: 可以操作。

● 操作結束（刪除鎖）：刪除這個計數器。

要了解計數器，可以參考：http://www.redis.cn/commands/incr.html

總結：

PHP語言自身沒有提供進程互斥和鎖定機制。因此才有了我們上面的嘗試。網上也有檔案鎖機制，但是考慮到我們的分散式部署，建議還是用快取。在大並行的情況下，程式各種情況的發生。特別是涉及到金額操作，不能有一分一毫的差距。所以在大並行要互斥的情況下可以考慮3、4兩種方案。

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