什么是幂等运算?
当前回答
幂等性意味着应用一次操作或应用多次操作具有相同的效果。
例子:
乘以0。无论你做多少次,结果仍然是零。 设置布尔标志。不管你做了多少次,旗帜都不会动摇。 从数据库中删除具有给定ID的行。如果你再试一次,排还是消失了。
对于纯函数(没有副作用的函数),幂等性意味着f(x) = f(f(x)) = f(f(f(x)))) = ......)) = f(f(f(f(x)))) = ......))对于x的所有值
对于有副作用的函数,幂等性进一步意味着在第一次应用后不会引起额外的副作用。如果愿意,可以将世界的状态视为函数的附加“隐藏”参数。
请注意,在有并发操作的情况下,您可能会发现您认为是幂等的操作不再是幂等的(例如,在上面的示例中,另一个线程可以取消布尔标志的值)。基本上,当你有并发性和可变状态时,你需要更仔细地考虑幂等性。
在构建健壮系统时,幂等性通常是一个有用的性质。例如,如果存在从第三方接收重复消息的风险,则将消息处理程序用作幂等操作,以便消息效果只发生一次,这是很有帮助的。
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幂等性意味着应用一次操作或应用多次操作具有相同的效果。
例子:
乘以0。无论你做多少次,结果仍然是零。 设置布尔标志。不管你做了多少次,旗帜都不会动摇。 从数据库中删除具有给定ID的行。如果你再试一次,排还是消失了。
对于纯函数(没有副作用的函数),幂等性意味着f(x) = f(f(x)) = f(f(f(x)))) = ......)) = f(f(f(f(x)))) = ......))对于x的所有值
对于有副作用的函数,幂等性进一步意味着在第一次应用后不会引起额外的副作用。如果愿意,可以将世界的状态视为函数的附加“隐藏”参数。
请注意,在有并发操作的情况下,您可能会发现您认为是幂等的操作不再是幂等的(例如,在上面的示例中,另一个线程可以取消布尔标志的值)。基本上,当你有并发性和可变状态时,你需要更仔细地考虑幂等性。
在构建健壮系统时,幂等性通常是一个有用的性质。例如,如果存在从第三方接收重复消息的风险,则将消息处理程序用作幂等操作,以便消息效果只发生一次,这是很有帮助的。
理解幂等运算的一个好例子可能是用远程钥匙锁汽车。
log(Car.state) // unlocked
Remote.lock();
log(Car.state) // locked
Remote.lock();
Remote.lock();
Remote.lock();
log(Car.state) // locked
锁是一个幂等运算。即使每次运行上锁都有一些副作用,比如眨眼,但不管你运行多少次上锁操作,汽车仍然处于相同的上锁状态。
假设客户端向“IstanceA”服务发出请求,该服务处理请求,将其传递给DB,并在发送响应之前关闭。因为客户端没有看到它被处理,它将重试相同的请求。负载均衡器将请求转发到另一个服务实例“InstanceB”,该服务实例将对相同的DB项进行相同的更改。
我们应该使用幂等符号。当客户端向服务发送请求时,它应该有某种类型的请求id,可以保存在DB中,以显示我们已经执行了请求。如果客户端重试请求,“InstanceB”将检查requestId。由于特定的请求已经被执行,因此它不会对DB项进行任何更改。这种请求叫做幂等请求。因此,我们多次发送相同的请求,但不会做任何更改
如果一个操作执行多次等同于执行一次,那么它就是幂等的。
例如:将音量设置为20。 不管把电视的音量设置多少次为20,最终的结果都是20。即使一个进程执行该操作50/100次或更多,在进程结束时,卷也将为20。
反例:将音量增加1。如果一个进程执行该操作50次,则最终卷将为初始卷+ 50;如果一个进程执行该操作100次,则最终卷将为初始卷+ 100。正如您可以清楚地看到的,最终结果根据执行操作的次数而变化。因此,我们可以得出结论,这个运算不是幂等的。
我用粗体突出显示了最终结果。
如果你从编程的角度考虑,假设我有一个操作,其中一个函数f以foo作为输入,f的输出被设为foo。如果在进程结束时(执行此操作50/100次或更多次),我的foo变量保存的值是该操作只执行一次时的值,则该操作是幂等的,否则为NOT。
Foo = <某个随机值,比如-2>
{foo = f(foo)}花括号概括了该操作
如果f返回输入的平方,则运算不是幂等的。因为foo在最后会被(-2)提升到(执行操作次数)的次方
如果f返回输入的绝对值,则操作是幂等的,因为无论执行多少次操作,foo都将是abs(-2)。 这里,最终结果被定义为变量foo的最终值。
在数学意义上,幂等的含义略有不同: F (F (.... F (x))) = F (x) 这里f(x)的输出再次作为输入传递给f,这在编程中并不需要总是这样。
在计算中,幂等运算是指如果使用相同的输入参数多次调用它,则不会产生额外影响的运算。例如,从集合中移除一项可以被认为是集合上的幂等操作。
在数学中,幂等运算是指f(f(x)) = f(x)。例如,abs()函数是幂等的,因为对于所有x, abs(abs(x)) = abs(x)。
考虑到数学定义中的x代表一个对象的状态,而f是一个可能改变该对象的操作,可以调和这些略有不同的定义。例如,考虑Python集合及其discard方法。discard方法从集合中删除一个元素,如果该元素不存在,则不执行任何操作。所以:
my_set.discard(x)
与执行两次相同的操作具有完全相同的效果:
my_set.discard(x)
my_set.discard(x)
幂等操作经常用于网络协议的设计中,其中执行操作的请求保证至少发生一次,但也可能发生多次。如果操作是幂等的,那么执行两次或两次以上的操作是没有伤害的。
更多信息请参见维基百科关于幂等性的文章。
上面的答案之前有一些不正确和误导性的例子。下面的评论写在2014年4月之前,是指一个较旧的修订。