前言
当你的用户疯狂点击提交按钮时,你的系统准备好迎接这场“连击风暴”了吗?
在电商系统的实战中,我见过太多因重复提交导致的资损事故——用户一次点击,系统却创建了多个订单,导致库存错乱、用户重复支付、客服投诉爆棚。
有些小伙伴在工作中可能遇到过这样的场景:大促期间,用户反馈“明明只点了一次,为什么扣了两次款?”
开发同学查了半天日志,发现同一个用户请求在毫秒级内真的到达了服务器两次。
今天这篇文章就跟大家聊聊高并发下防止重复提交订单,希望对你会有所帮助。
01 为什么会重复提交?
在深入解决方案前,我们必须搞清楚重复提交是如何发生的。
常见的场景有:
- 用户无意识重复点击:网络延迟时,用户心急多次点击提交按钮
- 前端防抖失效:前端做了防抖处理,但被绕过或配置不当
- 网络超时重试:请求超时后,客户端或网关自动重试
- 恶意攻击:竞争对手或黑客故意重复提交
- 后端处理超时:第一个请求处理慢,客户端以为失败又发一次
来看一个典型的用户操作流程,以及其中可能发生重复的各个环节:
从图中可以看到,从用户点击到订单落库,几乎每个环节都可能成为重复提交的“案发现场”。
下面,我们就针对这些环节,层层布防。
02 第一道防线:前端防抖与按钮控制
这是最直观、成本最低的防护措施。
原则是:在用户交互层面尽量减少无效请求。
2.1 按钮状态控制
- // 前端防抖实现示例(Vue + Element UI)
- <template>
- <el-button
- :loading="submitting"
- :disabled="submitting"
- @click="handleSubmitOrder"
- >
- {{ submitting ? '提交中...' : '提交订单' }}
- </el-button>
- </template>
复制代码 2.2 请求防抖与拦截
- // 使用axios拦截器实现请求防抖
- import axios from 'axios'
- // 存储正在进行的请求
- const pendingRequests = new Map()
- // 生成请求key
- const generateReqKey = (config) => {
- const { method, url, params, data } = config
- return [method, url, JSON.stringify(params), JSON.stringify(data)].join('&')
- }
- // 请求拦截器
- axios.interceptors.request.use(config => {
- const key = generateReqKey(config)
-
- if (pendingRequests.has(key)) {
- // 请求已存在,取消当前请求
- config.cancelToken = new axios.CancelToken(cancel => {
- cancel(`重复请求已被拦截: ${key}`)
- })
- } else {
- // 新请求,添加到pending中
- pendingRequests.set(key, config)
- }
-
- return config
- })
- // 响应拦截器
- axios.interceptors.response.use(
- response => {
- const key = generateReqKey(response.config)
- pendingRequests.delete(key)
- return response
- },
- error => {
- if (axios.isCancel(error)) {
- console.log('请求被取消:', error.message)
- return Promise.reject(error)
- }
-
- // 错误处理完成后,也要从pending中移除
- if (error.config) {
- const key = generateReqKey(error.config)
- pendingRequests.delete(key)
- }
-
- return Promise.reject(error)
- }
- )
复制代码 前端防护小结:
- 优点:实现简单,能拦截大部分用户无意识的重复点击
- 缺点:可被绕过(如直接调用API、禁用JS、使用Postman等工具)
- 结论:前端防护是必要但不充分的措施,绝不能作为唯一防线
03 第二道防线:后端接口幂等性设计
幂等性是解决重复提交的核心理念。
所谓幂等,就是同一个操作执行多次的结果与执行一次的结果相同。
3.1 什么是幂等性?
对于订单提交接口:
- 幂等:无论调用1次还是N次,都只创建一个订单
- 非幂等:调用N次可能创建N个订单
3.2 基于Token的幂等实现
这是最常用的幂等实现方案,流程如下:
- 客户端在提交前,先向后端申请一个唯一Token
- 提交订单时携带此Token
- 服务端检查Token是否已使用过
- // 幂等性Token服务
- @Service
- public class IdempotentTokenService {
-
- @Autowired
- private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
-
- private static final String IDEMPOTENT_PREFIX = "idempotent:token:";
- private static final long TOKEN_EXPIRE_SECONDS = 300; // Token有效期5分钟
-
- /**
- * 生成幂等性Token
- */
- public String generateToken(String userId) {
- String token = UUID.randomUUID().toString();
- String redisKey = IDEMPOTENT_PREFIX + userId + ":" + token;
-
- // 存储Token,设置过期时间
- redisTemplate.opsForValue().set(
- redisKey,
- "1",
- TOKEN_EXPIRE_SECONDS,
- TimeUnit.SECONDS
- );
-
- return token;
- }
-
- /**
- * 检查并消费Token
- * @return true: Token有效且消费成功; false: Token无效或已消费
- */
- public boolean checkAndConsumeToken(String userId, String token) {
- String redisKey = IDEMPOTENT_PREFIX + userId + ":" + token;
-
- // 使用Lua脚本保证原子性
- String luaScript = """
- if redis.call('get', KEYS[1]) == '1' then
- redis.call('del', KEYS[1])
- return 1
- else
- return 0
- end
- """;
-
- DefaultRedisScript<Long> redisScript = new DefaultRedisScript<>();
- redisScript.setScriptText(luaScript);
- redisScript.setResultType(Long.class);
-
- Long result = redisTemplate.execute(
- redisScript,
- Collections.singletonList(redisKey)
- );
-
- return result != null && result == 1L;
- }
- }
- // 使用AOP实现幂等性校验
- @Target(ElementType.METHOD)
- @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
- public @interface Idempotent {
- String key() default ""; // 幂等键,支持SpEL表达式
- long expireTime() default 300; // 过期时间,秒
- }
- @Aspect
- @Component
- public class IdempotentAspect {
-
- @Autowired
- private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
-
- @Around("@annotation(idempotent)")
- public Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint, Idempotent idempotent) throws Throwable {
- // 1. 获取方法参数
- Object[] args = joinPoint.getArgs();
- MethodSignature signature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();
- Method method = signature.getMethod();
-
- // 2. 解析幂等键(支持SpEL)
- String keyExpression = idempotent.key();
- String redisKey = parseKey(keyExpression, method, args);
-
- // 3. 尝试获取分布式锁(防止并发请求同时通过检查)
- String lockKey = redisKey + ":lock";
- boolean lockAcquired = false;
- try {
- // 尝试加锁
- lockAcquired = redisTemplate.opsForValue()
- .setIfAbsent(lockKey, "1", 10, TimeUnit.SECONDS);
-
- if (!lockAcquired) {
- throw new BusinessException("系统繁忙,请稍后重试");
- }
-
- // 4. 检查Token是否已使用
- Boolean exists = redisTemplate.hasKey(redisKey);
- if (Boolean.TRUE.equals(exists)) {
- // Token已使用,直接返回之前的处理结果(这里需要根据实际业务调整)
- throw new BusinessException("请勿重复提交订单");
- }
-
- // 5. 执行业务逻辑
- Object result = joinPoint.proceed();
-
- // 6. 标记Token已使用
- redisTemplate.opsForValue().set(
- redisKey,
- "processed",
- idempotent.expireTime(),
- TimeUnit.SECONDS
- );
-
- return result;
-
- } finally {
- // 释放锁
- if (lockAcquired) {
- redisTemplate.delete(lockKey);
- }
- }
- }
-
- private String parseKey(String expression, Method method, Object[] args) {
- // 这里实现SpEL表达式解析,获取实际的幂等键
- // 例如可以从参数中提取userId+orderToken
- return "parsed:key:from:expression";
- }
- }
- // 在订单提交接口上使用
- @RestController
- @RequestMapping("/order")
- public class OrderController {
-
- @PostMapping("/submit")
- @Idempotent(key = "#request.userId + ':' + #request.submitToken", expireTime = 300)
- public ApiResponse<OrderSubmitResult> submitOrder(@RequestBody OrderSubmitRequest request) {
- // 这里是真正的订单创建逻辑
- OrderSubmitResult result = orderService.createOrder(request);
- return ApiResponse.success(result);
- }
- }
复制代码 3.3 基于唯一业务标识的幂等
除了Token方案,还可以利用业务的自然唯一性实现幂等:- @Service
- public class OrderService {
-
- @Autowired
- private OrderMapper orderMapper;
-
- @Transactional
- public OrderSubmitResult createOrder(OrderSubmitRequest request) {
- // 方法1:先查询是否存在
- Order existingOrder = orderMapper.selectByUniqueKey(
- request.getUserId(),
- request.getProductId(),
- request.getSubmitTime()
- );
-
- if (existingOrder != null) {
- // 订单已存在,直接返回
- return convertToResult(existingOrder);
- }
-
- // 方法2:利用数据库唯一约束
- try {
- Order newOrder = buildOrder(request);
- orderMapper.insert(newOrder);
- return convertToResult(newOrder);
- } catch (DuplicateKeyException e) {
- // 捕获唯一键冲突异常
- log.warn("订单重复提交,uniqueKey={}", request.getUniqueKey());
-
- // 查询已创建的订单并返回
- Order createdOrder = orderMapper.selectByUniqueKey(
- request.getUserId(),
- request.getProductId(),
- request.getSubmitTime()
- );
-
- if (createdOrder == null) {
- throw new BusinessException("订单处理异常,请稍后重试");
- }
-
- return convertToResult(createdOrder);
- }
- }
-
- // 订单表可添加唯一索引
- // ALTER TABLE t_order ADD UNIQUE KEY uk_user_product_time (user_id, product_id, submit_time);
- }
复制代码 幂等性设计小结:
- Token方案:通用性强,适合大多数场景
- 业务标识方案:更自然,但依赖业务的天然唯一性
- 关键点:所有幂等性检查必须在事务开始前完成,否则可能失效
04 第三道防线:数据库层防护
数据库是数据持久化的最后一道关卡,在这里设置防护至关重要。
4.1 唯一约束与乐观锁
- -- 订单表设计示例
- CREATE TABLE `t_order` (
- `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
- `order_no` varchar(32) NOT NULL COMMENT '订单号,业务唯一',
- `user_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '用户ID',
- `product_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '商品ID',
- `quantity` int(11) NOT NULL COMMENT '购买数量',
- `amount` decimal(10,2) NOT NULL COMMENT '订单金额',
- `status` tinyint(4) NOT NULL DEFAULT '1' COMMENT '订单状态:1-待支付,2-已支付',
- `submit_token` varchar(64) DEFAULT NULL COMMENT '提交Token,用于幂等',
- `version` int(11) NOT NULL DEFAULT '1' COMMENT '版本号,用于乐观锁',
- `create_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
- `update_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
- PRIMARY KEY (`id`),
- UNIQUE KEY `uk_order_no` (`order_no`), -- 订单号唯一
- UNIQUE KEY `uk_user_submit_token` (`user_id`, `submit_token`), -- 提交Token唯一
- UNIQUE KEY `uk_user_product_time` (`user_id`, `product_id`, `create_time`), -- 业务维度唯一
- KEY `idx_user_id` (`user_id`),
- KEY `idx_create_time` (`create_time`)
- ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='订单表';
复制代码 4.2 数据库层面的幂等实现
- // 使用数据库事务+唯一约束保证最终一致性
- @Service
- public class OrderServiceV2 {
-
- @Autowired
- private OrderMapper orderMapper;
-
- @Autowired
- private IdempotentTokenService tokenService;
-
- @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
- public OrderSubmitResult submitOrderWithDBProtection(OrderSubmitRequest request) {
- String userId = request.getUserId();
- String submitToken = request.getSubmitToken();
-
- // 1. 检查幂等Token(在事务外先检查一次)
- if (!tokenService.checkAndConsumeToken(userId, submitToken)) {
- throw new BusinessException("请勿重复提交订单");
- }
-
- try {
- // 2. 生成订单号(雪花算法等分布式ID生成器)
- String orderNo = generateOrderNo();
-
- // 3. 创建订单对象
- Order order = new Order();
- order.setOrderNo(orderNo);
- order.setUserId(userId);
- order.setProductId(request.getProductId());
- order.setQuantity(request.getQuantity());
- order.setAmount(calculateAmount(request));
- order.setSubmitToken(submitToken);
-
- // 4. 插入订单(这里依赖数据库唯一约束)
- orderMapper.insert(order);
-
- // 5. 更新库存等后续操作...
- updateProductStock(request.getProductId(), request.getQuantity());
-
- return new OrderSubmitResult(orderNo, "订单创建成功");
-
- } catch (DuplicateKeyException e) {
- // 6. 处理唯一约束冲突
- log.warn("订单重复提交,userId={}, token={}", userId, submitToken);
-
- // 查询已创建的订单
- Order existingOrder = orderMapper.selectBySubmitToken(userId, submitToken);
- if (existingOrder != null) {
- return new OrderSubmitResult(
- existingOrder.getOrderNo(),
- "订单已创建成功,请勿重复提交"
- );
- }
-
- // 理论上不会走到这里,除非有极端情况
- throw new BusinessException("订单处理异常,请稍后重试");
- }
- }
- }
复制代码 05 第四道防线:分布式锁
在分布式环境下,多个实例可能同时处理同一个请求,需要分布式锁来保证只有一个实例执行核心逻辑。
5.1 基于Redis的分布式锁
- @Component
- public class DistributedLockService {
-
- @Autowired
- private RedissonClient redissonClient;
-
- /**
- * 尝试获取分布式锁
- * @param lockKey 锁的key
- * @param waitTime 等待时间(毫秒)
- * @param leaseTime 持有时间(毫秒)
- * @return 锁对象,获取失败返回null
- */
- public RLock tryLock(String lockKey, long waitTime, long leaseTime) {
- RLock lock = redissonClient.getLock(lockKey);
- try {
- boolean acquired = lock.tryLock(waitTime, leaseTime, TimeUnit.MILLISECONDS);
- return acquired ? lock : null;
- } catch (InterruptedException e) {
- Thread.currentThread().interrupt();
- return null;
- }
- }
-
- /**
- * 订单提交分布式锁
- */
- public RLock lockForOrderSubmit(String userId, String submitToken) {
- String lockKey = String.format("order:submit:lock:%s:%s", userId, submitToken);
- return tryLock(lockKey, 100, 5000); // 等待100ms,锁持有5秒
- }
- }
- // 在订单服务中使用分布式锁
- @Service
- public class OrderServiceV3 {
-
- @Autowired
- private DistributedLockService lockService;
-
- @Autowired
- private OrderMapper orderMapper;
-
- public OrderSubmitResult submitOrderWithDistributedLock(OrderSubmitRequest request) {
- String userId = request.getUserId();
- String submitToken = request.getSubmitToken();
-
- // 1. 获取分布式锁
- RLock lock = lockService.lockForOrderSubmit(userId, submitToken);
- if (lock == null) {
- throw new BusinessException("系统繁忙,请稍后重试");
- }
-
- try {
- // 2. 检查是否已处理
- Order existingOrder = orderMapper.selectBySubmitToken(userId, submitToken);
- if (existingOrder != null) {
- return new OrderSubmitResult(
- existingOrder.getOrderNo(),
- "订单已创建成功,请勿重复提交"
- );
- }
-
- // 3. 执行业务逻辑
- return doCreateOrder(request);
-
- } finally {
- // 4. 释放锁
- if (lock.isHeldByCurrentThread()) {
- lock.unlock();
- }
- }
- }
-
- private OrderSubmitResult doCreateOrder(OrderSubmitRequest request) {
- // 实际的订单创建逻辑
- // 这里已经保证了同一时刻只有一个线程在处理同一个提交请求
- // ...
- }
- }
复制代码 5.2 分布式锁的注意事项
使用分布式锁时要注意:
- 锁粒度:不要太粗(影响性能)也不要太细(增加复杂度)
- 锁超时:必须设置合理的超时时间,防止死锁
- 锁续期:对于长时间操作,需要实现锁续期机制
- 可重入性:同一个线程可以重复获取锁
- 容错性:Redis集群故障时要有降级方案
06 第五道防线:异步处理与消息队列
对于高并发场景,可以采用异步处理模式,将同步请求转为异步任务。
实现代码示例:- // 异步订单处理实现
- @Component
- public class AsyncOrderService {
-
- @Autowired
- private RocketMQTemplate rocketMQTemplate;
-
- @Autowired
- private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
-
- /**
- * 异步提交订单
- */
- public AsyncSubmitResult asyncSubmitOrder(OrderSubmitRequest request) {
- // 1. 生成唯一请求ID
- String requestId = generateRequestId(request.getUserId());
-
- // 2. 快速验证(库存、用户状态等)
- quickValidate(request);
-
- // 3. 将请求ID与用户关联(用于查询结果)
- String pendingKey = "order:pending:" + request.getUserId() + ":" + requestId;
- redisTemplate.opsForValue().set(pendingKey, "processing", 10, TimeUnit.MINUTES);
-
- // 4. 发送到消息队列
- OrderMessage message = new OrderMessage();
- message.setRequestId(requestId);
- message.setRequest(request);
- message.setTimestamp(System.currentTimeMillis());
-
- rocketMQTemplate.asyncSend(
- "ORDER_SUBMIT_TOPIC",
- message,
- new SendCallback() {
- @Override
- public void onSuccess(SendResult sendResult) {
- log.info("订单消息发送成功: {}", requestId);
- }
-
- @Override
- public void onException(Throwable throwable) {
- log.error("订单消息发送失败: {}", requestId, throwable);
- // 发送失败,更新状态
- redisTemplate.opsForValue().set(
- pendingKey,
- "failed",
- 5,
- TimeUnit.MINUTES
- );
- }
- }
- );
-
- // 5. 立即返回,告知用户处理中
- return new AsyncSubmitResult(requestId, "订单提交成功,正在处理中");
- }
- }
- // 消息消费者
- @Component
- @RocketMQMessageListener(
- topic = "ORDER_SUBMIT_TOPIC",
- consumerGroup = "order-submit-consumer-group"
- )
- public class OrderSubmitConsumer implements RocketMQListener<OrderMessage> {
-
- @Autowired
- private OrderMapper orderMapper;
-
- @Override
- public void onMessage(OrderMessage message) {
- String requestId = message.getRequestId();
- OrderSubmitRequest request = message.getRequest();
-
- // 1. 幂等检查(基于requestId)
- Order existing = orderMapper.selectByRequestId(requestId);
- if (existing != null) {
- log.info("订单已处理,跳过: {}", requestId);
- return;
- }
-
- // 2. 创建订单
- Order order = createOrder(request, requestId);
-
- try {
- orderMapper.insert(order);
- log.info("订单创建成功: {}", order.getOrderNo());
-
- // 3. 更新处理状态
- updateProcessingStatus(request.getUserId(), requestId, "success", order.getOrderNo());
-
- } catch (DuplicateKeyException e) {
- log.warn("订单重复,requestId={}", requestId);
- // 查询已创建的订单
- Order created = orderMapper.selectByRequestId(requestId);
- if (created != null) {
- updateProcessingStatus(request.getUserId(), requestId, "success", created.getOrderNo());
- }
- }
- }
- }
复制代码 07 综合方案:多层次联合防护
在实际生产环境中,我们通常会采用多层次、立体化的防护策略。
以下是一个完整的综合方案流程图:
这个多层次方案中,每一层都有其特定作用:
- 前端层:用户体验优化,拦截大部分无意识重复
- 网关层:安全防护,防刷、限流
- 业务层:核心幂等逻辑,分布式锁保证并发安全
- 数据层:最终保障,唯一约束防止数据不一致
- 异步层:削峰填谷,提升系统吞吐量
08 实战:不同场景下的方案选择
不同的业务场景需要不同的防护策略,这里给出一些实践建议:
8.1 普通电商订单
- // 普通电商订单推荐方案
- @Service
- public class StandardOrderService {
-
- // 综合使用:前端防抖 + Token幂等 + 数据库唯一约束
- public OrderSubmitResult submitStandardOrder(OrderSubmitRequest request) {
- // 1. 参数校验
- validateRequest(request);
-
- // 2. 幂等Token检查(Redis)
- if (!idempotentCheck(request.getUserId(), request.getSubmitToken())) {
- return getExistingOrderResult(request.getUserId(), request.getSubmitToken());
- }
-
- // 3. 分布式锁(防并发)
- RLock lock = acquireOrderLock(request.getUserId(), request.getProductId());
- try {
- // 4. 库存检查等业务校验
- checkInventory(request.getProductId(), request.getQuantity());
-
- // 5. 创建订单(依赖数据库唯一约束)
- return createOrderInTransaction(request);
- } finally {
- lock.unlock();
- }
- }
- }
复制代码 8.2 秒杀订单
- // 秒杀订单需要更极致的优化
- @Service
- public class FlashSaleOrderService {
-
- // 秒杀方案:异步处理 + 库存预扣 + 最终一致性
- public FlashSaleSubmitResult submitFlashSaleOrder(FlashSaleRequest request) {
- // 1. 验证用户资格和活动状态(缓存中检查)
- if (!checkUserQualification(request.getUserId(), request.getActivityId())) {
- throw new BusinessException("您不具备参与资格");
- }
-
- // 2. 预扣库存(Redis原子操作)
- boolean stockDeducted = preDeductStock(
- request.getActivityId(),
- request.getProductId(),
- request.getUserId()
- );
-
- if (!stockDeducted) {
- throw new BusinessException("库存不足");
- }
-
- // 3. 生成唯一请求ID
- String requestId = generateRequestId(request.getUserId(), request.getActivityId());
-
- // 4. 发送到消息队列(快速返回)
- sendToMQ(request, requestId);
-
- // 5. 立即返回
- return new FlashSaleSubmitResult(requestId, "秒杀请求已接受,处理中");
- }
-
- // 消费者异步创建订单
- @Transactional
- public void processFlashSaleOrder(FlashSaleRequest request, String requestId) {
- // 这里只需要处理真正的订单创建
- // 因为库存已在Redis中预扣,只需保证最终一致性
- try {
- createOrder(request, requestId);
- // 同步库存到数据库
- syncStockToDB(request.getProductId(), request.getActivityId());
- } catch (Exception e) {
- // 失败时回滚Redis库存
- rollbackStockInRedis(request.getActivityId(), request.getProductId(), request.getUserId());
- throw e;
- }
- }
- }
复制代码 10 总结
防止重复提交订单是一个系统工程,需要从前到后、多层次的防护。
让我们回顾一下关键点:
- 前端防护是体验,不是保障:按钮防抖、请求拦截能改善用户体验,但不能作为唯一防线。
- 幂等性是核心理念:无论是Token方案还是业务唯一标识,都要保证同一操作执行多次的结果一致。
- 分布式锁解决并发问题:在分布式环境下,防止多个实例同时处理同一请求。
- 数据库是最后防线:唯一约束、乐观锁等机制能在应用层防护失效时保证数据一致性。
- 异步处理提升吞吐:对于高并发场景,将同步请求转为异步处理,提高系统整体吞吐量。
- 监控告警必不可少:没有监控的系统就像没有仪表的飞机,无法发现问题和优化性能。
在实际架构设计中,我通常建议采用 "前端防抖 + 网关限流 + Token幂等 + 分布式锁 + 数据库唯一约束" 的综合方案,对于秒杀等极致场景再加入异步处理。
有些小伙伴可能会觉得这些防护措施太复杂,影响开发效率。
但请记住:预防的成本远低于修复的成本。
一次重复提交导致的资损事故,可能就需要整个团队加班数周来修复数据和安抚用户。
技术方案没有银弹,只有最适合业务场景的平衡。
最后说一句(求关注,别白嫖我)
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