HTTP无状态协议和服务器端状态管理

关于 HTTP 和状态管理

HTTP是一个无状态协议

HTTP（Hypertext Transfer Protocol）是一个无状态协议，这意味着每个请求都是相互独立的，服务器不会保留之前请求的状态。
这里的“状态”指的是客户端和服务器之间的信息交换状态，例如登录状态、购物车中的商品等。由于服务器不保存之前请求的状态，所以每个请求都需要包含所有必要的信息，以便服务器能够正确地理解和响应该请求。
HTTP是一个无状态协议，这是由设计初衷所决定的。下面是一些原因：

1. 简化服务器处理：无状态协议使服务器不需要维护每个客户端请求的状态信息。以简化服务器的设计和实现，降低服务器的复杂性。
2. 可伸缩性：无状态协议使服务器能够轻松地处理大量的并发请求。每个请求都是独立的，服务器不需要为每个客户端保留状态信息，提高了系统的可伸缩性和性能。
3. 灵活的负载均衡：每个请求都是独立的，无状态协议使负载均衡更加灵活。负载均衡器可以根据实际情况将请求分发到不同的服务器上，不需要考虑之前的请求状态。

服务器端状态管理技术

尽管 HTTP 是无状态的，但为了实现某些功能，例如用户认证和会话管理，用户的登录状态或购物车内容。常常需要在客户端和服务器之间维护一定的状态。为此，常用的方法包括使用 Cookie、在 URL 中添加参数或者使用其他服务器端的状态管理技术。

1. Cookie 曾经是最常用的状态管理技术之一， 是一种存储在客户端浏览器它包含了一些与用户相关的信息，例如登录凭证、语言偏好等。当客户端发送请求时，Cookie 会被附加到 HTTP 请求头中发送给服务器，从而使得服务器能够识别用户的身份和状态。服务器可以通过设置 Cookie 的过期时间和作用域来控制其生命周期和使用范围。
2. Session（会话）：也是非常常见的状态管理技术。它可以在服务器端存储用户的状态信息，并通过一个唯一的标识符与用户进行关联。Session 可以在多个请求之间共享和保持用户的状态信息，因此在需要跨请求保持状态时非常有用。

Cookie和Session之间的关系是：
服务器在创建Session时，会为该Session生成一个唯一的Session ID，并将该Session ID存储在Cookie中。
浏览器在接收到响应时，会将该Cookie保存在本地，并在随后的请求中自动携带该Cookie。
服务器通过解析Cookie中的Session ID。来识别和管理用户的会话状态。
这也是之前服务器客户端组合使用的状态管理技术。

3. Token（令牌）：令牌是一种轻量级的状态管理方式，常用于身份验证和授权。服务器生成一个加密的令牌，并将其发送给客户端。客户端在后续的请求中携带这个令牌，服务器通过解码和验证令牌来识别和验证用户的身份和权限。
4. 数据库存储：服务器可以将用户的状态信息存储在数据库中。每个用户都有一个唯一的标识符，该标识符与其状态信息在数据库中关联。服务器通过标识符来检索和更新用户的状态。 虽然与其他技术相比较复杂，但它可以在高并发和分布式环境下更可靠地管理状态。
5. 缓存：服务器可以使用缓存来存储一些临时的状态信息。缓存通常存储在服务器内存中，以提高读取和写入状态的性能，但也可能导致数据不一致性和过期问题。

以上三种是在微服务中更常用的状态管理技术，
他们的核心是：如何可以被各个微服务验证和解析，实现统一的身份验证和授权。
它们也能进行更多的拓展，但这里就不在展开了。

6. URL 重写，也称为 URL 重定向。在这种技术中，服务器将状态信息添加到 URL 中，例如在购物车页面中添加商品时，服务器会将商品 ID 添加到 URL 中，从而使得下一次请求能够正确地识别购物车中的内容。由于其安全性和易受攻击的性质，它已经不再是常用的状态管理技术。

这些技术可以根据具体的应用场景和需求进行选择和组合。它们都可以在无状态的HTTP协议中实现一定程度的状态管理，以支持用户认证、会话管理和其他功能的实现。

有一个有意思的现象，随着时间和技术的发展，服务器承载的应用架构选用在国内有几个阶段，从最开始的单体，到微服务，再到集群化，最后回到单体。这种应用架构变化的发生，随着改变而更改的上述技术的又是怎样变化的呢？有兴趣去探寻一下吧。