【Java-多线程】什么是幂等性？

以下是关于幂等性的详细解析：

一、幂等性定义

幂等性（Idempotence） 是指同一操作多次执行所产生的影响与一次执行的效果相同。就像数学中的乘法运算：1×1×1=1，无论乘多少次结果都不变。

二、生活化案例

外卖订单场景：

1. 用户点击"支付"按钮时网络抖动
2. 支付系统收到两次相同支付请求
3. 如果接口没有幂等性：可能扣除双倍金额
4. 具备幂等性的系统：即使收到多次请求，只扣款一次

三、技术实现方案

1. 数据库唯一约束

CREATE TABLE orders (
    id VARCHAR(32) PRIMARY KEY, -- 唯一订单号
    amount DECIMAL(10,2),
    status ENUM('CREATED','PAID')
);

2. 版本号控制

// 更新账户余额时附带版本号
UPDATE accounts 
SET balance = balance - 100, version = version + 1 
WHERE id = 123 AND version = 5;

3. Token机制实现流程

用户 服务端 Redis 数据库 请求获取token 生成唯一token（有效期5分钟） 返回token 提交请求（携带token） 检查token是否存在 删除token 执行业务操作 拒绝重复请求 alt [token存在] [token不存在] 用户 服务端 Redis 数据库

四、HTTP方法幂等性对照表

方法	是否幂等	示例
GET	✔️	查询用户信息
PUT	✔️	更新用户资料
DELETE	✔️	删除订单记录
POST	❌	创建新的支付订单
PATCH	❌	部分更新商品库存

五、分布式系统实践

雪花算法生成唯一ID：

public class SnowflakeIdWorker {
    // 41位时间戳 | 10位机器ID | 12位序列号
    public synchronized long nextId() {
        long timestamp = timeGen();
        if (timestamp < lastTimestamp) {
            throw new RuntimeException("时钟回拨");
        }
        if (lastTimestamp == timestamp) {
            sequence = (sequence + 1) & sequenceMask;
            if (sequence == 0) {
                timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);
            }
        } else {
            sequence = 0L;
        }
        lastTimestamp = timestamp;
        return ((timestamp - twepoch) << timestampLeftShift)
                | (datacenterId << datacenterIdShift)
                | (workerId << workerIdShift)
                | sequence;
    }
}

六、典型应用场景

1. 支付系统重复扣款防护
2. 消息队列的重复消费处理（如RocketMQ的Exactly-Once语义）
3. 微服务调用重试机制
4. 文件上传的断点续传功能
5. 分布式锁的自动续期机制

七、常见误区

1. 所有接口都要幂等 → 应根据业务需求设计（如日志记录可不要求）
2. 前端控制足够 → 必须服务端实现最终保障
3. 仅考虑同步调用 → 异步消息场景更需要幂等性
4. 忽略网络分区情况 → 需考虑CAP理论中的各种边界条件

八、总结

核心价值：在不可靠的网络环境中构建可靠系统
设计原则：

1. 唯一标识识别重复请求
2. 前置状态检查避免重复处理
3. 后置补偿机制兜底保障