双份请求，双倍快乐

hello， 这是有态度马甲的第186篇原创口水文。有趣指数5颗星，有用指数5颗星。

😠😠本文是国外技术网站medium上点赞超过200+的翻译/笔记文，有关规避/解决幂等请求的思路指南。

1. 软件领域二次请求无法避免

我们生活的每时每刻都是独一无二的，事情/动作可能不会相同的形式再次发生。

在软件领域，同一动作请求并不总会只产生一次，这可能会带来一些问题： 想象你月底发薪，公司的转账指令错误的触发了2次，这是不是双倍快乐。

我总结：

二次请求的来源	能避免出现吗？	怎么避免出现？
前端的频繁点击提交	能	提交后置灰按钮/提交后切换页面/防误触来解决
客户端/中间服务器的重试动作	不能	-

根据双将军理论，即使A/B将军不断确认收到对方的上一条信息， 也没办法确保对方与自己达成(同一时间攻击的共识)。

两将军问题是无解的，间歇性重试是一种工程解。 （还有散弹打鸟）

：我们一直发送相同的服务请求，直到我们确定收到它（虽然可能会多次收到）， 这就叫至少一次交付。

但是我们不希望被扣款两次，那我们就必须确保多次处理相同的请求不会改变最初的应用状态， 这是幂等请求的重点。

2. 某些请求天然幂等，你不需要做什么

想象你正在银行开户。

public sealed class Account
{
    public Guid Id { get; }
    public decimal Balance { get; private set; }

    public Account(Guid id, decimal balance)
    {
        if (id == default)
            throw new InvalidOperationException("Account id must be provided");

        if (balance < 0)
            throw new InvalidOperationException("Balance cannot be negative");

        Id = id;
        Balance = balance;
    }
   
    // 取钱
    public void Withdraw(decimal amount)
    {
        if (amount < 0)
            throw new InvalidOperationException("Cannot withdraw negative amount");
        
        if (amount > Balance)
            throw new InvalidOperationException("Cannot withdraw more than existing balance");

        Balance -= amount;
    }

    // 存钱
    public void Deposit(decimal amount)
    {
        if (amount < 0)
            throw new InvalidOperationException("Cannot deposit negative amount");
        
        Balance += amount;
    }
}

前端发起的开户请求OpenAccountRequest是幂等的， 只需要在开户逻辑里面检查 数据表是不是存在这个AccountId。

你甚至可在数据库设置AccountId为唯一索引，让重试动作爆出异常。

public async Task HandleAsync(OpenAccountRequest request, CancellationToken token = default)
{
    var account = new Account(request.AccountId, request.Balance); 
    
    try
    {
        await _repository.InsertAsync(account, token);
    }
    catch (DuplicateKeyException)
    {
        //Ignore
    }
}

---

对于存钱(WithDraw）取钱（Deposit）就不行了，如果因为网络原因而重试了2次存钱请求(deposit)，岂不就是双倍快乐。

3. 乐观锁的介入一定合理吗？

一种处理重复请求的方式是质询实体的状态，严格意义来讲， 这个方案是来解决更大叙事背景（乐观锁）下的方案。

首先我们知道高并发场景下，有一个叫乐观锁的并发控制机制，乐观地认为数据在操作时不会冲突， 因此在操作前不加锁，在提交时检查数据是否被修改。

文中一开始： 让前端在请求时带上需要保护的Balance, 在更新时利用AccountId+原Balance来定位并更新账户。

// 下面的前端DTO需要带上账户余额，（二次请求也是这个值）。
public sealed class DepositToAccountRequest
{
    public Guid AccountId { get; }
    public decimal Amount { get; }   // 操作金额
    public decimal AccountBalance { get; }

    public DepositToAccountRequest(Guid accountId, decimal amount, decimal accountBalance)
    {
        AccountId = accountId;
        Amount = amount;
        AccountBalance = accountBalance;
    }
}

public async Task HandleAsync(DepositToAccountRequest request, CancellationToken token = default)
{
    var account = await _repository.GetAsync(request.AccountId, token) ?? 
                  throw new EntityNotFoundException();

    account.Deposit(request.Amount);

    await _repository.UpdateAsync(account, request.AccountBalance, token);
    
    
public sealed class AccountRepository : IAccountRepository
{
    //....

    public async Task UpdateAsync(Account account, decimal expectedBalance, CancellationToken token = default)
    {
        var sql = "UPDATE Accounts SET Balance = @Balance WHERE Id = @Id AND Balance = @ExpectedBalance";
        var sqlParams = new
        {
            Id = account.Id, 
            Balance = account.Balance,  // 新余额
            ExpectedBalance = expectedBalance  // 原余额
        };

        await using var connection = new SqlConnection(_connectionString);
        await connection.OpenAsync(token);
        
        var rowsAffected = await connection.ExecuteAsync(sql, sqlParams);
        if (rowsAffected == 0)
            throw new InvalidStateException();
    }

    //....
}

读者肯定也发现了：

① 这个方式不灵活，如果不是Balance，或者不只是Balance, 那么这个sql逻辑就得变化；

② 另一方面，这个方式归根到底不识别重复请求，不知道这是重复请求，还是底层的数据真的发生了变化。

想象你被触发了第二次取钱请求， 若此时刚好有人给你存了一笔钱（刚好等于你第一次取钱金额），促使你的第二次取钱请求成功了，这岂不是新的双倍悲伤。

所以文中提出了基于宏达叙事的正经方案： 状态版本 在前端DTO请求带上AccountVersion，每次更新时用AccoundId+原AccountVersion去定位、更新状态快照， 如果找不到说明实体状态已经变化，需要报错给到前端，让前端重新拉取做动作。

    public async Task UpdateAsync(Account account, int expectedVersion, CancellationToken token = default)
    {
        var sql = "UPDATE Accounts SET Balance = @Balance, Version = @Version WHERE Id = @Id AND Version = @ExpectedVersion";
        var sqlParams = new
        {
            Id = account.Id, 
            Balance = account.Balance, 
            Version = account.Version,
            ExpectedVersion = expectedVersion
        };

        await using var connection = new SqlConnection(_connectionString);
        await connection.OpenAsync(token);
        
        var rowsAffected = await connection.ExecuteAsync(sql, sqlParams);
        if (rowsAffected == 0)
            throw new InvalidStateException();
    }

这种乐观锁的思想去解决幂等问题有一个小弊端， 因为乐观锁的思想本是针对并发控制，它解决了并发请求中的重复请求这一子集场景，但是带来的副作用就是高并发时，很多请求会被拒绝(重试请求会被拒绝，并发请求也会被拒绝)，效率变低，但数据不一致问题没有了，双倍悲伤也不会有。

4. 用数据库事务包围 更简单、常规

你有一张表来存储 requestId的历史记录， 这个表保证requestId唯一。

那么通过事务： requestId先插入历史记录表、 实际的请求动作，便可以真实解决幂等问题， 这是真的幂等， 因为这个事务真正识别出了重复请求。

public sealed class AccountRepository : IAccountRepository
{
    //....

    public async Task UpdateAsync(Account account, Guid requestId, CancellationToken token = default)
    {
        var requestSql = "INSERT INTO RequestIds VALUES (@Id)";
        var requestSqlParams = new 
        { 
            Id = requestId.ToString() 
        };

        var accountSql = "UPDATE Accounts SET Balance = @Balance WHERE Id = @Id";
        var accountSqlParams = new
        {
            Id = account.Id,
            Balance = account.Balance
        };

        await using var connection = new SqlConnection(_connectionString);
        await connection.OpenAsync(token);
        await using var transaction = await connection.BeginTransactionAsync(token);

        try
        {
            await connection.ExecuteAsync(requestSql, requestSqlParams);
        }
        catch (Exception e) when (IsDuplicateKeyException(e))
        {
            throw new DuplicateKeyException();
        }

        await connection.ExecuteAsync(accountSql, accountSqlParams);
        await transaction.CommitAsync(token);
    }

    //....
}

还可对上面的requestId历史记录表做优化，不用一直记录该id，弄一个进程周期性清理这个表。

总结

1. 没有最佳的方式去处理幂等，只有最合适的。

2. 有些业务天然幂等， 使用简单的全局唯一id就可以定位出二次请求。

3. 如果你的实体更新的不频繁， 可以考虑使用基于乐观锁的版本状态来解决（总体上乐观锁是更宏达叙事的一个思路，在频繁更新场景下能处理幂等问题，但体验不佳，是一味猛药）。

4. 更常见的幂等解决方式是：基于数据库的ACID事务理论，利用事务识别出二次请求，整个动作直接面向数据库， 是真正的实现了幂等语义。

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