10W QPS高并發，如何防止重復下單？
在電商、金融等高并發場景中，防止重復下單是保障系統穩定性和用戶體驗的重要一環。尤其是在每秒處理請求量達到10萬次（10W QPS）的高并發環境下，如何有效防止重復下單成為了技術團隊必須面對的挑戰。本文將從多個角度探討如何在這一場景下防止重復下單。
一、重復下單的定義與危害
定義
重復下單指的是用戶因網絡問題、系統重試、誤操作等原因，在極短時間內多次提交相同訂單的行為。
危害
- 系統資源占用與性能下降：重復訂單處理增加了服務器和網絡的負載，可能導致系統響應變慢。
- 訂單處理復雜性增加：需要額外處理重復訂單的邏輯，增加了系統的復雜性。
- 財務結算與對賬難度增大：重復訂單可能導致財務結算和對賬工作變得更加復雜和耗時。
- 用戶體驗受損：用戶可能因重復下單而遇到支付問題、庫存不足等情況，影響購物體驗。
- 數據異常與決策誤導：錯誤的銷售數據可能影響商家的庫存規劃、生產計劃等關鍵決策。
- 售后服務與退換貨問題：重復訂單可能導致退換貨政策執行混亂，增加售后服務的難度。
- 安全風險與欺詐行為：重復下單有時可能是惡意行為，如刷單、欺詐等，給電商平臺帶來安全風險。
二、防止重復下單的策略
1. 生成唯一訂單號
方法：在下單時生成一個唯一的訂單號，可以使用UUID、數據庫主鍵或時間戳+隨機數等方式生成。確保每個訂單的訂單號在全球范圍內都是唯一的。
實現：
- Java示例代碼生成UUID訂單號：
import java.util.UUID;
String orderId = UUID.randomUUID().toString();- 在數據庫中對訂單號字段添加唯一索引約束，防止插入重復的訂單號。
2. 使用樂觀鎖或悲觀鎖
樂觀鎖：通過在訂單數據表中添加版本號字段，每次更新訂單狀態時檢查版本號是否一致。如果版本號不一致，說明訂單已被其他請求修改過，當前請求應被拒絕。
悲觀鎖：在處理下單請求時，對訂單數據行加鎖，阻止其他請求同時修改該訂單。悲觀鎖適用于寫操作頻繁的場景，但需要注意鎖的性能影響。
3. Redis分布式鎖
方法：利用Redis的分布式鎖機制，對下單請求進行加鎖處理。在請求到達時，嘗試獲取鎖；如果獲取成功，則處理下單邏輯；如果獲取失敗，則說明有其他請求正在處理該訂單，當前請求應被拒絕或等待。
實現步驟：
- 客戶端生成請求唯一ID。
- 使用Redis的SETNX命令嘗試設置鎖（Key為請求ID，Value為客戶端標識和過期時間）。
- 如果SETNX返回1，表示獲取鎖成功，處理下單邏輯。
- 處理完成后，釋放鎖（使用DEL命令刪除Key）。
- 如果SETNX返回0，表示鎖已被其他客戶端持有，當前請求應被拒絕或等待。
4. Token機制
方法：在客戶端生成請求時，同時生成一個唯一的Token，并將Token作為請求的一部分發送給服務端。服務端在處理請求時，首先驗證Token的有效性（如是否已使用、是否過期等），然后處理下單邏輯。
實現步驟：
- 客戶端生成請求唯一ID和Token。
- 將Token存儲在Redis中，并設置過期時間。
- 客戶端將請求ID和Token一起發送給服務端。
- 服務端驗證Token的有效性，如果有效，則處理下單邏輯；如果無效，則拒絕請求。
5. 前端控制
方法：在前端頁面通過JavaScript等技術，控制提交按鈕的狀態。一旦用戶點擊提交按鈕，立即將按鈕置為不可用狀態，防止用戶重復點擊。
注意：前端控制雖然簡單有效，但無法完全防止重復下單問題（如用戶可通過瀏覽器開發者工具繞過前端控制）。因此，需要結合后端邏輯進行雙重保障。
三、總結
在10W QPS高并發場景下防止重復下單是一個綜合性的技術挑戰。通過生成唯一訂單號、使用樂觀鎖或悲觀鎖、Redis分布式鎖、Token機制以及前端控制等多種手段相結合，可以有效地降低重復下單的發生概率。同時，還需要結合具體業務場景和系統架構進行優化和調整，以達到最佳效果。在實際應用中，還需要關注這些策略對系統性能的影響以及在高并發環境下的穩定性問題。
