解释有状态与无状态架构设计

系统
有状态意味着服务器会记住你的信息,但不容易扩展;无状态意味着服务器不会记住你,但这没关系,因为你的数据存储在数据库中,这使得系统非常容易扩展。

什么是有状态(Stateful)?

想象一下,你去一家忙碌的餐厅吃饭,同一个服务员从头到尾为你服务。他会记住你的点单以及所有需求。

但是问题来了:如果这个服务员中途休息或换班了,接替他的服务员就不知道你之前点了什么。这意味着你必须重新开始,和新服务员说明一切。

这和有状态服务器的工作方式很相似。有状态服务器会记住你的会话信息,比如登录数据、偏好设置等。

但问题是,如果你的下一次请求被另一个服务器处理,那么那个服务器就不知道你是谁,也没有你的信息。因此,为了让会话正常工作,你的所有请求都需要由同一个服务器处理。

什么是无状态(Stateless)?

现在,让我们看看无状态架构。想象一下另一家餐厅,这里的服务员不是用记忆来记录客户的订单,而是把订单写在纸上。

这样,任何服务员都可以拿起这张纸继续为客户服务。这就像无状态的 Web 服务器的工作方式。

在无状态系统中,没有任何服务器“记住”你是谁。当用户发送请求(比如登录或访问个人资料)时,服务器不会保存这些信息,而是将用户的数据存储在其他地方,比如数据库中。

这样,即使不同的服务器处理你的下一个请求,也可以从数据库中获取你的信息并返回结果,而不会有任何问题。

示例:在线购物

我们用一个常见的例子来说明:在线购物。

在一个有状态系统中,比如你将一些商品添加到购物车中,处理你会话的服务器会记住你的购物车内容。如果你稍后回来,你的商品还在——但前提是你连接到同一台服务器。

如果那台服务器宕机了,或者你的请求被另一个服务器处理,你的购物车可能会丢失。

在一个无状态系统中,你的购物车被保存到共享数据库中。因此,无论哪台服务器处理你的请求,都可以从相同的地方获取你的购物车信息。

这种方式使得系统能够更轻松地处理流量高峰和服务器故障,因为没有任何一台服务器需要单独存储会话信息。

无状态系统更具可扩展性

为什么在构建大规模系统时,这一点非常重要?因为当你的网站变得非常受欢迎时,你需要增加更多的服务器来处理所有的流量。

在一个有状态系统中,扩展会更困难。由于每个用户的会话都绑定到特定的服务器,你必须确保用户始终连接到同一台服务器。这种管理非常复杂,尤其是在服务器宕机或需要快速添加新服务器时。

在一个无状态系统中,添加或移除服务器非常简单。每台服务器都可以处理任何用户的请求,因为所有的重要数据都存储在其他地方,比如数据库中。

最终示例:社交媒体

想想社交媒体。如果像 Facebook 或 Instagram 使用的是有状态系统,那么每次你刷新动态或查看消息时,都需要连接到同一台服务器。

这种方式显然不适用于数百万用户。但在一个无状态系统中,任何服务器都可以处理你的请求,因为你的数据(如消息、照片、帖子)都存储在共享数据库中。

这使得无状态系统更加适合需要扩展并同时处理大量用户的大型应用。

结论

总结一下:

  • 有状态意味着服务器会记住你的信息,但不容易扩展。
  • 无状态意味着服务器不会记住你,但这没关系,因为你的数据存储在数据库中,这使得系统非常容易扩展。

对于需要快速发展的应用,无状态通常是首选的架构设计。

责任编辑:赵宁宁 来源: 小技术君
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