图解支付系统的关键设计

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已于 2024-12-06 20:54:15 修改 · 1.5k 阅读

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#java #经验分享 #系统架构 #金融

于 2024-12-06 20:53:50 首次发布

大家好，我是隐墨星辰，专注境内/跨境支付架构设计十余年。

在前面介绍过支付系统的整体设计，有兴趣的读者可点击链接查看：图解支付系统整体设计，今天聊聊支付系统的一些关键设计细节。

内容主要包括一些支付系统常用的设计，比如领域建模，状态机，幂等，日志规范，业务ID生成规范，监控，资损防控，支付安全等。这些技术在互联网其它领域比如电商也是通用的。

这里只摘录了部分精华内容出来，但已经能表达最核心的设计理念。

1. 领域建模

领域驱动设计（DDD）思想在支付系统的设计中应用非常广泛，但需要对行业有非常深刻的理解，否则构建出来的模型稳定性极差，动不动就需要修改核心模型。

收单、结算、支付引擎、会员、商户服务、渠道网关等各关键域都有自己独特的业务，模型也是不一样的。给两个小示例：

比如会员的三户模型。

说明：

客户是一种社会属性，代表真实社会的一个实体。比如张三分别使用1388888888和1399999999两个手机号在微信支付进行注册，然后使用同一个身份证做了实名认证，那么这两个用户仍然被归属于同一个客户。
用户是一种业务属性，就是使用产品的身份。比如张三分别使用1388888888和1399999999两个手机号在微信支付进行注册，那么就会存在2个用户，这2个用户的业务是独立的。
账户是一种金融属性，代表使用资金的身份。比如张三使用1388888888开通了微信支付，经过实名认证后，可以开通余额，也可以开通基金账户。

如果没有金融属性，一般就没有账户，比如注册博客园后，就只有用户没有账户。

下图是会员的模型：

说明：

用户、客户、账户的关系，详见上面的三户模型说明。会员注册后，就会有一个用户（UserId），完成实名认证，就会有一个客户（CustomeId），开通余额，就会有账户（AccountNo)。
其它的关系，图中已经很清楚。

支付渠道的模型：

说明：

渠道：对外部渠道做一个抽象，比如国内微信、支付宝、银联等，国外的WPG、MGPS等。

业务能力：支付、退款、撤销、请款等能力详细描述。比如退款有效期、最小限额等。

接口能力：描述接口本身的能力，比如渠道的请求号生成规则。特殊情况下可能有短号问题。

2. 状态机

状态机，也称为有限状态机（FSM, Finite State Machine），是一种行为模型，由一组定义良好的状态、状态之间的转换规则和一个初始状态组成。它根据当前的状态和输入的事件，从一个状态转移到另一个状态。

下图就是收单子域设计中交易单的状态机设计。

从图中可以看到，一共4个状态，每个状态之间的转换由指定的事件触发。因为有组合支付的情况，所以全额支付成功才会推进到成功。

常见代码实现误区

经常看到工作多年的研发工程师实现状态机时，仍然使用if else或switch case来写。这是不对的，会让实现变得复杂，且容易出现问题。
直接在订单的领域模型里面使用String来定义，而不是把状态模式封装单独的类。
直接调用领域模型更新状态，而不是通过事件来驱动。
业务不做拆分，一个状态机包含了所有的业务状态，比如支付单把退款和撤销状态也耦合进去，导致状态机巨复杂。

下面是一个比较差的状态机设计：

限于篇幅，这里无法给出完整示例代码。有兴趣的可以去网上看看，良好的示例有很多。

/**
 * 支付状态机
 */
public enum PaymentStatus implements BaseStatus {

    INIT("INIT", "初始化"),
    PAYING("PAYING", "支付中"),
    PAID("PAID", "支付成功"),
    FAILED("FAILED", "支付失败"),
    ;

    // 支付状态机内容
    private static final StateMachine<PaymentStatus, PaymentEvent> STATE_MACHINE = new StateMachine<>();
    static {
        // 初始状态
        STATE_MACHINE.accept(null, PaymentEvent.PAY_CREATE, INIT);
        // 支付中
        STATE_MACHINE.accept(INIT, PaymentEvent.PAY_PROCESS, PAYING);
        // 支付成功
        STATE_MACHINE.accept(PAYING, PaymentEvent.PAY_SUCCESS, PAID);
        // 支付失败
        STATE_MACHINE.accept(PAYING, PaymentEvent.PAY_FAIL, FAILED);
    }

    // 状态
    private final String status;
    // 描述
    private final String description;

    PaymentStatus(String status, String description) {
        this.status = status;
        this.description = description;
    }

    /**
     * 通过源状态和事件类型获取目标状态
     */
    public static PaymentStatus getTargetStatus(PaymentStatus sourceStatus, PaymentEvent event) {
        return STATE_MACHINE.getTargetStatus(sourceStatus, event);
    }
}