**冪等(idempotent /a?’d?mp?t?nt/、idempotence)**是一個數(shù)學(xué)與計算機學(xué)概念,常見于抽象代數(shù)中。
在編程中.一個冪等操作的特點是其任意多次執(zhí)行所產(chǎn)生的影響均與一次執(zhí)行的影響相同。
冪等函數(shù),或冪等方法,是指可以使用相同參數(shù)重復(fù)執(zhí)行,并能獲得相同結(jié)果的函數(shù)。這些函數(shù)不會影響系統(tǒng)狀態(tài),也不用擔(dān)心重復(fù)執(zhí)行會對系統(tǒng)造成改變。
例如,“getUsername()和setTrue()”函數(shù)就是一個冪等函數(shù).更復(fù)雜的操作冪等保證是利用唯一交易號(流水號)實現(xiàn).。
HTTP中的冪等性
從定義上看,HTTP方法的冪等性是指一次和多次請求某一個資源應(yīng)該具有同樣的副作用。說白了就是,同一個請求,發(fā)送一次和發(fā)送N次效果是一樣的。
案例
常見的一個冪等性的案例就是從銀行賬戶中取錢:withdraw(account_id, amount)函數(shù)。如果扣除成功返回true,賬戶余額減少amount;如果扣除失敗則返回false,賬戶余額不變。
值得注意的是:和本地環(huán)境相比,我們不能輕易假設(shè)分布式環(huán)境的可靠性。
一種典型的情況是withdraw請求已經(jīng)被服務(wù)器端正確處理,但服務(wù)器端的返回結(jié)果由于網(wǎng)絡(luò)等原因被掉丟了,導(dǎo)致客戶端無法得知處理結(jié)果。如果是在網(wǎng)頁上,一些不恰當?shù)脑O(shè)計可能會使用戶認為上一次操作失敗了,然后刷新頁面,這就導(dǎo)致了withdraw被調(diào)用兩次,賬戶也被多扣了一次錢。
解決方案一是采用分布式事務(wù),通過引入支持分布式事務(wù)的中間件來保證withdraw功能的事務(wù)性。分布式事務(wù)的優(yōu)點是對于調(diào)用者很簡單,復(fù)雜性都交給了中間件來管理。
缺點則是一方面架構(gòu)太重量級,容易被綁在特定的中間件上,不利于異構(gòu)系統(tǒng)的集成;另一方面分布式事務(wù)雖然能保證事務(wù)的ACID性質(zhì),而但卻無法提供性能和可用性的保證。
另一種更輕量級的解決方案是冪等設(shè)計。我們可以通過一些技巧把withdraw變成冪等的,比如:
int create_ticket()
bool idempotent_withdraw(ticket_id, account_id, amount)
create_ticket的語義是獲取一個服務(wù)器端生成的唯一的處理號ticket_id,它將用于標識后續(xù)的操作。idempotent_withdraw和withdraw的區(qū)別在于關(guān)聯(lián)了一個ticket_id,一個ticket_id表示的操作至多只會被處理一次,每次調(diào)用都將返回第一次調(diào)用時的處理結(jié)果。這樣,idempotent_withdraw就符合冪等性了,客戶端就可以放心地多次調(diào)用。
基于冪等性的解決方案中一個完整的取錢流程被分解成了兩個步驟:
1.調(diào)用create_ticket()獲取ticket_id;
2.調(diào)用idempotent_withdraw(ticket_id, account_id, amount)。
雖然create_ticket不是冪等的,但在這種設(shè)計下,它對系統(tǒng)狀態(tài)的影響可以忽略,加上idempotent_withdraw是冪等的,所以任何一步由于網(wǎng)絡(luò)等原因失敗或超時,客戶端都可以重試,直到獲得結(jié)果。
HTTP中的幾個請求方法
HTTP服務(wù)器至少應(yīng)該實現(xiàn)GET和HEAD方法,其他方法都是可選的
HTTP協(xié)議本身是一種面向資源的應(yīng)用層協(xié)議,但對HTTP協(xié)議的使用實際上存在著兩種不同的方式:
一種是RESTful的,它把HTTP當成應(yīng)用層協(xié)議,比較忠實地遵守了HTTP協(xié)議的各種規(guī)定;
另一種是SOA的,它并沒有完全把HTTP當成應(yīng)用層協(xié)議,而是把HTTP協(xié)議作為了傳輸層協(xié)議,然后在HTTP之上建立了自己的應(yīng)用層協(xié)議。
本文所討論的HTTP冪等性主要針對RESTful風(fēng)格的,不過正如上一節(jié)所看到的那樣,冪等性并不屬于特定的協(xié)議,它是分布式系統(tǒng)的一種特性;所以,不論是SOA還是RESTful的Web API設(shè)計都應(yīng)該考慮冪等性。
- HTTP GET方法用于獲取資源,不應(yīng)有副作用,所以是冪等的(冪等性指的是作用于結(jié)果而非資源本身,get每次都獲取的是同一個資源的結(jié)果)。
- HTTP DELETE方法用于刪除資源,有副作用,調(diào)用一次和多次對資源產(chǎn)生影響是相同的,它應(yīng)該滿足冪等性。
- POST所對應(yīng)的URI并非創(chuàng)建的資源本身,而是資源的接收者。比如:POST http://www./articles的語義是在http://www./articles下創(chuàng)建一篇帖子,HTTP響應(yīng)中應(yīng)包含帖子的創(chuàng)建狀態(tài)以及帖子的URI。兩次相同的POST請求會在服務(wù)器端創(chuàng)建兩份資源,它們具有不同的URI;所以,POST方法不具備冪等性。
- PUT所對應(yīng)的URI是要創(chuàng)建或更新的資源本身,他直接把實體部分的數(shù)據(jù)替換到服務(wù)器的資源,我們多次調(diào)用它,只會產(chǎn)生一次影響,但是有相同結(jié)果的 HTTP 方法,所以滿足冪等性。比如:PUT http://www.forum/articles/4231的語義是創(chuàng)建或更新ID為4231的帖子。對同一URI進行多次PUT的副作用和一次PUT是相同的;因此,PUT方法具有冪等性。
- HTTP PATCH方法是非冪等的。HTTP PATCH方法只是更新部分資源,PATCH提供的實體則需要根據(jù)程序或其它協(xié)議的定義,解析后在服務(wù)器上執(zhí)行,以此來修改服務(wù)器上的資源。換句話說,PATCH請求是會執(zhí)行某個程序的,如果重復(fù)提交,程序可能執(zhí)行多次,對服務(wù)器上的資源就可能造成額外的影響,這就可以解釋它為什么是非冪等的了。
- Head也是冪等的
總結(jié):
GET,HEAD,PUT和DELETE方法都有這樣的冪等屬性,同樣由于根據(jù)協(xié)議,OPTIONS,TRACE都不應(yīng)有副作用,因此也理所當然也是冪等的。
Post Patch都不是冪等的。
案例與請求方法結(jié)合
在介紹了幾種操作的語義和冪等性之后,我們來看看如何通過Web API的形式實現(xiàn)前面所提到的取款功能。
很簡單,用POST /tickets來實現(xiàn)create_ticket;用PUT /accounts/account_id/ticket_id&amount=xxx來實現(xiàn)idempotent_withdraw。
值得注意的是嚴格來講amount參數(shù)不應(yīng)該作為URI的一部分,真正的URI應(yīng)該是/accounts/account_id/ticket_id,而amount應(yīng)該放在請求的body中。
這種模式可以應(yīng)用于很多場合,比如:論壇網(wǎng)站中防止意外的重復(fù)發(fā)帖。
資料:https://www.cnblogs.com/baizhanshi/p/6860061.html
|