無狀態應用程式

習題預習

1. 何謂Stateless應用程式，其特徵及優點為何？
2. Stateless應用程式如何處理多個請求之間的狀態管理？
3. Stateless應用程式如何達到更好的可擴展性和高可用性？
4. 何時應該選擇使用Stateless應用程式？有哪些應用場景適合使用Stateless應用程式？
5. 如何設計一個高效的Stateless應用程式架構？有哪些設計原則需考慮？

說明知識

Stateless applications是指不依賴於特定的狀態或環境來執行的應用程式，即每次都是從零開始運行。這種應用程式將狀態資訊存儲在外部數據庫或語言中，僅以輸入參數和程式碼邏輯來執行任務，而不保留狀態給後續的請求。

舉例來說，網路搜尋引擎就是一個典型的 stateless application。當用戶在Google上輸入查詢時，Google將該查詢作為輸入參數傳遞給後台程序，後台程序從數據庫中檢索相應的結果，然後返回給用戶。在這個過程中，Google不需要保留任何狀態，每個請求都是一次獨立的處理，無論前一個查詢是什麼。其他例子還包括電子郵件服務、即時通訊應用和訂單處理系統等。

條列重點

1. Stateless，即无状态，指的是应用程序不维护任何关于用户请求的持久状态。

2. Stateless应用程序通常更容易管理和扩展，因为它们不依赖于指定服务器的特定状态。

3. Stateless设计可以提高应用程序的可靠性、可重复性和可伸缩性，从而使其更易于维护和升级。

4. Stateless应用程序通常使用REST API来处理用户请求，这些请求包含所有必要的信息，以确保应用程序能够正确响应。

5. 在Stateless应用程序中，任何用户请求都只是单个请求，并不依赖于之前的请求。因此，无论哪台服务器处理请求都是相同的结果，这提高了应用程序的可靠性。

知識測驗

1. 如何在stateless application中實現需要狀態管理的功能？
   答案：通過外部狀態儲存服務，如Redis或Zookeeper，將需要管理的狀態儲存在外部服務中。

2. 如何防止stateless application中的洪水攻擊？
   答案：使用限流器或負載均衡器，對請求進行限制或分流。

3. 在stateless application中如何實現配合Batch Processing的數據處理功能？
   答案：將數據準備就緒後，使用消息中間件如Apache Kafka將數據發送到Batch Processing組件進行處理。

4. 如何保證stateless application不因資料庫失敗而停機？
   答案：使用多個資料庫，通過負載均衡器將數據分配到各個庫中，當某個庫失敗時，可以進行無縫切換至其他庫。

5. 如何設計stateless application中的身份驗證機制？
   答案：使用JWT，由認證中心簽發Token，將Token存入請求中，應用服務使用私鑰進行驗證，確認請求的合法性。