В проектировании API используются специфические термины, часто непонятные новичкам. Рассмотрим ключевое различие между stateful и stateless системами в контексте веб-сервисов.
Stateful
В компьютерных системах состояние (state) — положение объекта в определённый момент времени. Stateful система учитывает это состояние, изменяя результат в зависимости от входных данных и текущего состояния.
Пример 1: Кафе
Заказ «как обычно» в кафе — пример stateful системы. Официант помнит ваш обычный заказ (например, американо), и это влияет на результат.
Пример 2: Веб-сервис с авторизацией
Вход на сайт с сохранением данных на сервере для идентификации — stateful сервис. Каждый запрос обрабатывается с учётом состояния сессии.
Пример 3: FTP
Традиционный FTP-сервер — stateful система. Каждое изменение регистрируется как изменение состояния.
Проблемы Stateful систем:
- Отслеживание состояния и управление множеством открытых соединений усложняют систему.
- Горизонтальное масштабирование требует переноса и синхронизации состояния между машинами. Хотя внешнее хранилище сессий решает эту проблему (делая сами веб-сервисы stateless), система в целом остаётся stateful.
Stateless
Stateless — противоположность stateful. В stateless системе ответ сервера не зависит от сохранённого состояния.
Пример 1: Кафе (Stateless подход)
Заказ «американо» — stateless подход. Неважно, какой официант вас обслуживает, вы предоставили всю информацию.
Пример 2: HTTP
Протокол HTTP — stateless. Каждый запрос обрабатывается независимо от предыдущих. Информация передаётся в самом запросе.
Пример 3: Twitter API
Запрос на список личных сообщений через Twitter REST API содержит всю необходимую информацию. Ответ не зависит от состояния на сервере.
REST и Stateless
REST (Representational State Transfer) — архитектурный стиль, основанный на передаче всех необходимых данных в запросе. Поэтому REST-сервисы считаются stateless.
Сессии и их недостатки
В веб-сервисах желательно избегать сессий. Они добавляют сложность, затрудняют отладку и не масштабируются. Репликация сессий при распределении приложения на несколько серверов — большая проблема. Функциональность сессий легко заменить куками, кэшированием и другими решениями.
Исключения составляют случаи, когда серверы не могут изменять данные клиента во время выполнения (например, FTP), где stateful подход оправдан. В остальных случаях stateless архитектура предпочтительнее. Вместо сессий можно использовать JWT-токены или куки.
Выбор между stateful и stateless архитектурой зависит от требований приложения. Хотя stateless подход имеет преимущества в масштабируемости и простоте, stateful может быть необходим в специфических ситуациях. Понимание различий важно для проектирования эффективных и масштабируемых веб-сервисов.